使用对象或指向对象的指针作为类成员和内存分配

Question

这里提出了类似的问题：

作为对象的类成员 -指针还是不指针？ C++

所以我会保持简短。

假设我有一个包含三个 stl 向量的对象。我的想法是否正确，如果他们是班级的正式成员，他们的记忆将是整个对象的“在一起”？例如，我的记忆看起来像 10 个块向量 A，5 个块向量 B，然后是 15 个块向量 C。然后，一旦我将更多对象插入向量 A，以便空间用完包括向量 B 和 C 在内的整个结构，需要感动吗？

那么这是指针的一个论据吗？或者向量内部只是指向分配的内存的指针？对于列表等也会有同样的问题...

关于重定向的成本与复制小对象的成本是否有任何经验法则？也许沿着 5 指针重定向 = 1 整数复制的思路？

谢谢

Answer 1

假设我有一个包含三个 stl 向量的对象。我的想法是否正确，如果他们是班级的正式成员，他们的记忆将是整个对象的“在一起”？例如，我的记忆看起来像 10 个块向量 A、5 个块向量 B，然后是 15 个块向量 C。

每个向量在包含对象中占据固定大小，与当前存储的元素数量无关通过向量。 vector 的 value_type 可能（例如 vector 具有 value_type int< /code>) 不会影响所包含的 vector 对象本身的大小：仅影响 vector 维持其存储容量所需的堆分配存储量（所以他们很可能是 8 或每个 16 或 32 字节，但都相同，但不是 10 个“块”（无论是什么）、5 个块和 15 个“块”。

一旦我向向量 A 中插入更多对象，以致空间耗尽，是否需要移动包括向量 B 和 C 在内的整个结构？

将元素插入 A 只能导致 A 中的现有元素被移动（当超出容量时）。 B 和 C 永远不会受到影响。

这就是指针的参数吗？或者向量内部只是指向已分配内存的指针？

是的，这是一个参数......这样一个好参数，是的，向量已经确实使用指向连续内存的指针，其中实际的value_type元素被存储。

对于列表等也会有同样的问题......

是的，列表也将它们的value_type元素存储在堆上，以及嵌入或从派生的对象的大小list 不受 list 上的操作影响。

关于重定向的成本与复制小对象的成本是否有任何经验法则？也许类似于 5 指针重定向 = 1 整数复制？在此处输入代码

C++ 运行在太多平台上，因此没有良好的经验法则。即使在 x86 处理器上，指令集、核心数量、缓存大小、CPU 供应商/型号/代等方面的差异也可能是巨大的。如果间接导致内存页面错误，那么它的成本是最高的，并且这非常依赖于机器上程序执行的整体情况。如果您愿意，请对运行该程序的真实计算机进行基准测试，直到找到统计相关且稳定的结果。

Answer 2

集合类在内部使用指针实现 - 您不必担心它们耗尽空间。至于复制开销，不必担心，除非您通过分析代码证明这是一个问题。

Answer 3

由于 std::vector 的大小是动态调整的，因此它们不可能将其元素存储为成员或成员数组。请记住，对象的大小在编译时是已知的。

即使如此，关于不使用指针成员仍然有一些话要说。考虑这种类型：

struct fat {
    array<double, 30> data;
    array<long, 30> more_data;
    array<char, 30> too_much_data;
};

其中 array 可以是 std::array、std::tr1::array 或 boost::array< /代码>;它在这里只是用作大型类型的替代品。你是对的，fat 对象将会很大。将成员更改为指针（或动态数组或任何类型的道德等价物）仍然为时过早：首先按原样使用对象，然后如果它太大或有其他问题，您可以动态分配它们成员的：

fat* so_much_stuff = new fat[30]();
// Better:
std::vector<fat> get_rid_of_it_already(30);

值语义只是让事情变得更容易；只有在复制或大小或其他任何东西（首先测量）但不是之前时，您才应该使用（动态）容器和智能指针（它们本身遵循值语义）。

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std::vector 一般来说（无论是否是会员）都不是“坏”，请参阅评论中与托尼的讨论。