面试题：C++中vector容量收缩的常用方法及应用场景

Question

在C++中，简述vector容量收缩的两种常见方法（如shrink_to_fit和reserve相关操作），并举例说明在何种应用场景下适合使用这两种方法进行容量收缩。

Answer 1

1. shrink_to_fit方法
   • 简述：shrink_to_fit请求容器减小其容量以匹配其当前大小。这并不保证容量一定会减小到与大小相同，但会尽量减少不必要的内存占用。
   • 应用场景：当你明确知道不再需要额外的预分配空间，且希望尽可能减少内存占用时使用。例如，在处理完大量数据后，数据量稳定下来，且不再需要预分配的额外空间，此时调用shrink_to_fit可以释放部分未使用的内存。
   • 示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec;
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        vec.push_back(i);
    }
    // 此时vec可能有额外的预分配空间
    std::cout << "Before shrink_to_fit, capacity: " << vec.capacity() << ", size: " << vec.size() << std::endl;
    vec.shrink_to_fit();
    std::cout << "After shrink_to_fit, capacity: " << vec.capacity() << ", size: " << vec.size() << std::endl;
    return 0;
}

2. reserve相关操作
   • 简述：reserve用于预先分配指定数量的元素空间，以避免多次重新分配内存。如果想收缩容量，可以先resize到合适大小，然后再调用reserve为resize后的大小，这样可以调整容量。例如vec.resize(new_size); vec.reserve(new_size);
   • 应用场景：当你能够预估数据量的大致上限，并且希望在数据量减少到一定程度后，减少内存占用时使用。比如在一个动态加载数据的系统中，开始加载了较多数据，后来数据量明显减少，且你能预估新的较小的上限，就可以用这种方法调整容量。
   • 示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec;
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        vec.push_back(i);
    }
    int new_size = 100;
    vec.resize(new_size);
    vec.reserve(new_size);
    std::cout << "After resize and reserve, capacity: " << vec.capacity() << ", size: " << vec.size() << std::endl;
    return 0;
}