C++ STL容器容量和大小有什么区别 解释capacity和size的不同含义

在c++++ stl中，size()表示当前容器实际存储的元素数量，而capacity()表示容器在不重新分配内存的情况下最多可以容纳的元素数量。1. size()反映“实际使用量”，如vector添加3个元素则size为3；2. capacity()反映“最大可用量”，如预留10个空间但未使用则容量为10；3. 容量通常大于等于大小，当超过容量时会扩容，如vector从2扩到4；4. 可通过reserve()预分配空间，shrink_to_fit()释放多余空间，但非强制生效；5. 链式容器如list没有capacity()，因其每次插入单独分配内存。理解这两个属性有助于优化性能和内存管理，尤其在处理大量数据时更为关键。

在C++ STL中，容器的

capacity

size

size()

capacity()

size()：你用了多少空间？

size()

vector

size()

std::vector v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);

std::cout << "Size: " << v.size(); // 输出 3

无论你预先预留了多少空间，只要没真正添加元素，

size()

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capacity()：你能用多少空间？

capacity()

size()

例如：

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std::vector v;
v.reserve(10); // 预留10个int的空间

std::cout << "Size: " << v.size();     // 输出 0
std::cout << "Capacity: " << v.capacity(); // 输出 10

这里虽然容量是10，但实际只用了0个，说明

capacity()

容量和大小的变化规律

• 当向容器添加元素超过当前容量时，会触发重新分配内存（reallocate），容量通常会翻倍或其他策略增长。
• 调用 reserve() 或 shrink_to_fit() 可以主动控制容量，但不会影响

  size()

  。
• 对于某些容器如

  list

  、

  forward_list

  、

  map

  等，没有

  capacity()

  方法，因为它们是链式结构，每次插入都单独分配内存。

举个例子说明扩容过程：

std::vector v;

// 初始状态
std::cout << v.size() << " / " << v.capacity() << std::endl; // 0 / 0

v.push_back(1);
std::cout << v.size() << " / " << v.capacity() << std::endl; // 1 / 1

v.push_back(2);
std::cout << v.size() << " / " << v.capacity() << std::endl; // 2 / 2

v.push_back(3);
std::cout << v.size() << " / " << v.capacity() << std::endl; // 3 / 4

可以看到，当第三个元素加入后，容量从2变成了4，这是因为底层机制决定要扩展内存。

实际应用中的建议

• 如果你知道容器最终会有多大，提前调用

  reserve()

  可以避免多次扩容带来的性能开销。
• 不需要频繁关注

  capacity()

  ，除非你在处理大量数据或性能敏感的场景。
• 使用

  shrink_to_fit()

  可以让容器释放多余的空间，但不是强制的（是否生效取决于实现）。

常见做法包括：

• 在循环前预分配足够空间：

  vec.reserve(N);

• 大量删除元素后回收空间：

  vec.shrink_to_fit();

• 检查容量变化来调试性能问题

基本上就这些。

size()

capacity()

vector