如何实现 array::max_size()？

Question

我正在构建自己的 array 类模板以获取乐趣和教育。 C++0x 标准草案将所有容器的成员函数 max_size() 指定为 distance(begin(), end())“对于最大可能的容器”。如何为数组实现这个成员函数？我是否只是返回 std::numeric_limits::max()，或者结果应该取决于元素类型？

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嗯，当前 g++ 中的 std::array 和 boost::array 都从 max_size() 中返回 n：

#include <array>
#include <boost/array.hpp>
#include <iostream>

int main()
{
    std::array<int, 11> foo;
    std::cout << foo.max_size() << std::endl;   // prints 11

    boost::array<int, 11> bar;
    std::cout << bar.max_size() << std::endl;   // prints 11
}

Answer 1

如果您的数组是固定大小的，则只需返回大小（示例中的 n ），因为这也是最大大小。

Answer 2

我同意草案在这里有些欠缺。

目前尚不清楚 container 这里是否引用：

• 该系列的任何容器
• 该系列的任何容器
• 该系列的给定实例的任何容器

与@Jerry不同，我倾向于后一种选择。

查看 basic_string::append，描述如下：

抛出：length_error 如果 size() + n > max_size()

有了这句话，我认为该标准为通用算法的规范奠定了基础，这些算法的行为会根据它们是否在其上运行的Container而有所不同是否可以扩展，可以通过max_size来检查。

因此，Container 逻辑上应该返回其最大长度。

因此，std::size_t std::array::max_size() const { return n; } 是合乎逻辑的选择。

请注意，这个相同的 max_size 定义在逻辑上适用于固定大小的分配器（尤其是 Howard Hinnant 编写的基于堆栈的分配器）。

Answer 3

它应该是n，因为数组意味着固定大小。这里的固定大小是n。

如果不是 n，那么 n 在 array 中代表什么？

Answer 4

是的，我认为它通常应该取决于元素大小，因此通常会有类似以下内容：std::numeric_limits::max()/sizeof(T)。否则，您给出的尺寸通常会比实际可能的尺寸大得多。

编辑：根据表 93，我不同意 Nawaz 和 Jeremiah Willcock 的观点。 max_size 明确描述为可能的最大容器的大小，而不是特定容器可以扩展到的最大大小。

Answer 5

max_size 文档表示该函数应返回“理论上 n 的最大可能值，调用 allocate(n, 0) 可以成功，”其中 n 是对象的数量。

STL 容器（例如 - std::vector、std::map 或 std::list）使用 max_size 根据对象计数而不是字节计数来计算容器大小。因此，max_size()不应该返回操作系统上可用的字节数，而是使用可用字节数来计算分配器可以容纳的对象数量。

如果您为 STL 容器编写了一个分配器类，则可以像这样实现 max_size() 函数来提供准确的对象计数，而不是使用 std::numeric_limits::max()std::numeric_limits::max().

size_type max_size() const
{
    const unsigned long long bytesAvailable = GetTotalAvailableMemory();
    const unsigned long long maxPossibleObjects = bytesAvailable / sizeof(value_type);
    return maxPossibleObjects;
}

您可以根据您的操作系统像这些函数一样实现 GetTotalAvailableMemory()。两者都将返回程序进程可以使用的未分配字节数。

#if defined(unix) || defined(__unix__) || defined(__unix)

#include <unistd.h>

unsigned long long GetTotalAvailableMemory()
{
    const long pageCount = sysconf( _SC_PHYS_PAGES );
    const long pageSize = sysconf( _SC_PAGE_SIZE );
    const unsigned long long totalBytes = pageCount * pageSize;
    return totalBytes;
}

#endif

#if defined(_WIN64) || defined(_WIN64)

#include <windows.h>

unsigned long long GetTotalAvailableMemory()
{
    MEMORYSTATUSEX status;
    status.dwLength = sizeof( status );
    GlobalMemoryStatusEx( &status );
    return status.ullAvailVirtual;
}

#endif