STL的vector::resize() 和 vector::reserve()区别和作用详解

一、概述

现在数组基本都用vector了，很方便，但可能对vector的某些属性还不是很了解。以前只是大概知道reserve和resize是分别干什么的，但是并不了解它们的真正目的是什么，今天仔细回顾了一下，终于弄懂了，现在做个记录。

二、区别和作用

1. resize() 设置有效空间，reserve() 设置总体容量

通俗点说，假如蔡徐坤要开演唱会，地点定在了A体育馆，这个体育馆可容纳$5000$人。在演唱会开始前卖票，发现销量不是很好，只卖出去了大概$300$张票，但为了保险起见（避免溢出），在体育馆内放置了500把椅子。从这个例子来看，体育馆的$5000$人容量是一开始蔡徐坤用 $reserve()$ 申请的$5000$人总容量，放置的$500$把椅子，是他用 $resize()$ 申请的$500$人有效空间。

这里的$5000$对应着 $vector::capacity()$，而$500$对应着 $vector::size()$。

用代码来看看是不是这样

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> concert;concert.reserve(5000);concert.resize(500);cout << "capacity: " << concert.capacity() << endl;cout << "size: " << concert.size() << endl;
}

后来，蔡徐坤换到了一个大气球里面开演唱会，这个打气球可以尽可能大的膨胀。蔡徐坤一开始只$reserve()$了$500$人的容量，$resize()$了$300$个座位，但是发现大家很喜欢这个气球，进来了更多的人，最后一共进来了$800$人，于是他又$resize()$了$800$个座位（增加了300个座位），而这个气球（其实已经不是同一个气球了，已经换成了一个更大的气球）也膨胀到了可以容纳下$800$个人。

看看代码

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> concert;concert.reserve(500);concert.resize(300);cout << "capacity: " << concert.capacity() << endl;cout << "size: " << concert.size() << endl;concert.resize(800);cout << endl;cout << "capacity: " << concert.capacity() << endl;cout << "size: " << concert.size() << endl;
}

可以发现，resize() 调整大小小于 capacity 时，是不会改变 capacity 的，如果大于 capacity 时，则 capacity 也会一起增大。reserve() 的容量大于 capacity 时，也不会改变 size 的，但是如果 reserve 容量小于 resize 呢，答案是也不会改变 size。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> concert;concert.resize(3000);concert.reserve(300);cout << "capacity: " << concert.capacity() << endl;cout << "size: " << concert.size() << endl;
}

2. vector扩容机制导致迭代器失效

后来，周杰伦也来到了A体育馆开演唱会，因为是暴雨天，以为来的人很好，所以一开始就$resize()$了$5000$个座位，但是最后却来了$100000$名观众，A体育馆容不下这么多人了怎么办，只能大家一起决定搬到另一个可以容纳$100000$人的B体育馆。但是当他们全都搬到了B体育馆后，有些迟到的观众并不知道演唱会已经搬走了，他们拿着票才刚来到A体育馆，对着座位号一顿找却没找到座位（椅子已经搬走了），只找到原来椅子地方剩下的一些垃圾，这时候就是迭代器失效了。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> concert;concert.resize(5000); //一开始只放了5000把椅子auto it = concert.begin();cout << *it << endl;concert.resize(100000); // concert.reserve(100000); 效果一样 //后来换了场地，放了100000把椅子cout << *it << endl;
}

可以看到，当vecor resize()了更大的空间时，会在内从中找另外一块更大的连续内存，然后将数据拷贝过去，此时，在拷贝之前初始化的迭代器 it 仍然停留在原来的地址，所以在数据搬走之后，原来地方的值已经变成了内存中的随机值了。

那么如果周杰伦自信一点，一开始就决定在B体育馆开演唱会，那么也就是一开始就 reserve() 了100000人容量，那么大家也就不会因为场地不够而搬走，迟到的观众也不会找不到座位了。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> concert;concert.reserve(100000); //一开始就申请100000容量concert.resize(5000); //一开始只放了5000把椅子auto it = concert.begin();cout << *it << endl;concert.resize(100000); //reserve()效果一样 //后来调整到100000把椅子cout << *it << endl;
}

也就是说，一开始就申请足够的容量，就不容易发生数据搬迁拷贝情况，这样，迭代器就不会失效了。

三、总结

reserve() 的作用能够避免不必要的vector扩容，从而避免迭代器失效问题。resize() 调整的是数据的有效空间，对应着size()，而reserve调整的是总容量，对应capacity()。