c++ vector 的坑

一个空的vector执行pop_back操作会发生什么

由于之前看STL源码剖析的时候，发现所执行的操作如下：

只是简单的将末尾的finish迭代器减1后destroy。这让人产生一个疑问：假如这个vector为空了，finish=start了，finish再减1不就不在vector的内存控制范围了么。于是，我打算看一下vs2013编译器和g++编译器的源码。

vs2013的编译器源码如下：

#if _ITERATOR_DEBUG_LEVEL == 2
void pop_back()
{ // erase element at end
if (empty())
_DEBUG_ERROR("vector empty before pop");
else
{ // erase last element
_Orphan_range(this->_Mylast - 1, this->_Mylast);
this->_Getal().destroy(this->_Mylast - 1);
--this->_Mylast;
}
}

#else /* _ITERATOR_DEBUG_LEVEL == 2 */
void pop_back()
{ // erase element at end
this->_Getal().destroy(this->_Mylast - 1);
--this->_Mylast;
}
#endif /* _ITERATOR_DEBUG_LEVEL == 2 */</span>

该源码的意思就是，在debug模式下运行，是会检测vector是否empty的，但在release模式下不会检测。经过测试，debug下pop_back一个空的vector会报错，但release没有，但是release下面，pop_back后这个vector基本上就废了，你不能再push_back了，会报错。因为pop_back显然已经将vector的对象的结构破坏。

在g++编译器下测试，其源码如下：

void pop_back() _GLIBCXX_NOEXCEPT
{
--this->_M_impl._M_finish;
_Alloc_traits::destroy(this->_M_impl, this->_M_impl._M_finish);
}</span>

结果也是一样的，pop_back一个空的vector会破坏整个vector对象，具体的作用就是finish迭代器失效。但有趣的是，下面的代码可以运行：

vec.push_back(0);
vec.pop_back();
vec.pop_back();
vec[0] = 1;
cout << vec[0];</span>

原因就是，push_back插入对象是 分为申请空间和构造对象两步，pop_back的destroy只有析构对象的作用，没有deallocate的回收空间的作用。所以，pop_back之后，空间是没有释放的，vec[0]能够执行赋值行为并输出，但这个时候因为finish迭代器的损毁，vec已经不能执行push_back操作了。另外提一下，destroy函数在析构对象的时候，做了进一步的判断，如果该对象存在有效的析构函数，则调用改析构函数析构之，否则什么都不做，比如int类型的对象。

总的来说，pop_back的准确调用需要程序员来保证，在执行pop_back时候最好能预先做一些判断。

vector clear() 方法 内存释放问题

自己查到的三处说法的对比：
一、转自知道的答案：https://zhidao.baidu.com/question/323662520.html?qq-pf-to=pcqq.c2c#
vector，clear()并不真正释放内存(这是为优化效率所做的事)，clear实际所做的是为vector中所保存的所有对象调用析构函数(如果有的话),然后初始化size这些东西，让觉得把所有的对象清除了。
　　真正释放内存是在vector的析构函数里进行的，所以一旦超出vector的作用域（如函数返回)，首先它所保存的所有对象会被析构，然后会调用allocator中的deallocate函数回收对象本身的内存。
　　所以，某些编译器clear后还能访问到对象数据（因为它根本没清除），在一些比较新的C++编译器上(例如VS2008)，当进行数组引用时(例如a[2]这种用法),STL库中会有一些check函数根据当前容器的size值来判断下标引用是否超出范围，如果超出，则会执行这样一句：
　　_THROW(out_of_range, "invalid vector<T> subscript");
　　即抛出一个越界异常，clear后没有捕获异常，程序在新编译器编译后就会崩溃掉。
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二、转自博客：https://www.cnblogs.com/summerRQ/articles/2407974.html

vector ： C++ STL中的顺序容器，封装数组

1. vector容器的内存自增长 

与其他容器不同，其内存空间只会增长，不会减小。先来看看"C++ Primer"中怎么说：为了支持快速的随机访问，vector容器的元素以连续方式存放，每一个元素都紧挨着前一个元素存储。设想一下，当vector添加一个元素时，为了满足连续存放这个特性，都需要重新分配空间、拷贝元素、撤销旧空间，这样性能难以接受。因此STL实现者在对vector进行内存分配时，其实际分配的容量要比当前所需的空间多一些。就是说，vector容器预留了一些额外的存储区，用于存放新添加的元素，这样就不必为每个新元素重新分配整个容器的内存空间。

关于vector的内存空间，有两个函数需要注意：size()成员指当前拥有的元素个数；capacity()成员指当前(容器必须分配新存储空间之前)可以存储的元素个数。reserve()成员可以用来控制容器的预留空间。vector另外一个特性在于它的内存空间会自增长，每当vector容器不得不分配新的存储空间时，会以加倍当前容量的分配策略实现重新分配。例如，当前capacity为50，当添加第51个元素时，预留空间不够用了，vector容器会重新分配大小为100的内存空间，作为新连续存储的位置。

2. vector内存释放

由于vector的内存占用空间只增不减，比如你首先分配了10,000个字节，然后erase掉后面9,999个，留下一个有效元素，但是内存占用仍为10,000个。所有内存空间是在vector析构时候才能被系统回收。empty()用来检测容器是否为空的，clear()可以清空所有元素。但是即使clear()，vector所占用的内存空间依然如故，无法保证内存的回收。

如果需要空间动态缩小，可以考虑使用deque。如果非vector不可，可以用swap()来帮助你释放内存。具体方法如下：

vector<int> nums;
nums.push_back(1);
nums.push_back(1);
nums.push_back(2);
nums.push_back(2);
vector<int>().swap(nums); //或者nums.swap(vector<int> ())
或者如下所示，使用一对大括号，意思一样的：

//加一对大括号是可以让tmp退出{}的时候自动析构
{
std::vector<int> tmp = nums;
nums.swap(tmp);
}
 swap()是交换函数，使vector离开其自身的作用域，从而强制释放vector所占的内存空间，总而言之，释放vector内存最简单的方法是vector<int>.swap(nums)。当时如果nums是一个类的成员，不能把vector<int>.swap(nums)写进类的析构函数中，否则会导致double free or corruption (fasttop)的错误，原因可能是重复释放内存。标准解决方法如下：

template < class T >
void ClearVector( vector< T >& vt )
{
vector< T > vtTemp;
veTemp.swap( vt );
}
 

3. 利用vector释放指针

如果vector中存放的是指针，那么当vector销毁时，这些指针指向的对象不会被销毁，那么内存就不会被释放。如下面这种情况，vector中的元素时由new操作动态申请出来的对象指针：

#include <vector>
using namespace std;

vector<void *> v;
每次new之后调用v.push_back()该指针，在程序退出或者根据需要，用以下代码进行内存的释放： 

for (vector<void *>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it ++)
if (NULL != *it)
{
delete *it;
*it = NULL;
}
v.clear();

三、转自博客：https://blog.csdn.net/hk_john/article/details/72463318

最近经常用到vector容器，发现它的clear（）函数有点意思，经过验证之后进行一下总结。

clear（）函数的调用方式是，vector<datatype> temp（50）;//定义了50个datatype大小的空间。temp.clear();

作用：将会清空temp中的所有元素，包括temp开辟的空间（size），但是capacity会保留，即不可以以temp[1]这种形式赋初值，只能通过temp.push_back(value)的形式赋初值。

同样对于vector<vector<datatype> > temp1（50）这种类型的变量，使用temp1.clear()之后将会不能用temp1[1].push_back(value)进行赋初值，只能使用temp1.push_back(temp)；的形式。

下面的代码是可以运行的。

#include <iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main(){
vector<vector<int>> test(50);
vector<int> temp;
test[10].push_back(1);
cout<<test[10][0]<<endl;
test.clear();
for(int i=0;i<51;i++)
test.push_back(temp);
system("pause");
return 0;
}

但是这样是会越界错误的。
#include <iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main(){
vector<vector<int>> test(50);
vector<int> temp;
test[10].push_back(1);
cout<<test[10][0]<<endl;
test.clear();
for(int i=0;i<50;i++)
test[i].push_back(1);
system("pause");
return 0;
}
并且即使我们使用
for(int i=0;i<100;i++)
test[i].push_back(1);
都是可以的，因为size已经被清除了。

转自：https://blog.csdn.net/tangle001/article/details/47026989

　　　　　　https://blog.csdn.net/acoolgiser/article/details/81018296