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C++中std::vector的reserve和resize有什么本质区别? (性能优化技巧)

尼克

尼克

发布时间:2026-02-12 18:15:10

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来源于php中文网

原创

reserve只预分配capacity不改变size,调用后size不变、capacity可能增大,越界访问仍崩溃;resize才真正改变size并构造/析构元素。

c++中std::vector的reserve和resize有什么本质区别? (性能优化技巧)

reserve 不改变 size,只预分配 capacity

很多人以为 reserve 是“让 vector 变大”,其实它只动内存、不动逻辑长度。调用后 vec.size() 仍是原来值,vec.capacity() 才可能变大;访问下标越界依然会崩,因为没构造元素。

  • 常见错误:调用 vec.reserve(100) 后直接写 vec[50] = 42 → 未定义行为(UB),不是越界检查失败,是根本没那块可安全写的内存
  • 适用场景:你明确知道后续要 push_back 大量元素(比如读文件逐行塞入),提前 reserve 避免多次 realloc + memcpy
  • 性能影响:reserve 本身不构造对象,开销≈malloc;但如果预留过大,浪费内存,还可能触发 OS 内存延迟分配策略,实际写入时才真正占物理页

resize 真正改变 size,会构造/析构元素

resize 是逻辑扩容或缩容:新位置调默认构造函数(内置类型是零初始化),删掉的位置调析构函数。它同时改 size() 和可能改 capacity()(缩容时不一定释放内存)。

  • 常见错误:对含非默认构造函数的对象(比如 std::vector<:string></:string>)调 resize(n),结果每个元素都执行了默认构造——如果你本意只是预留空间,这就白花了构造开销
  • 参数差异:resize(n) 用默认值填充;resize(n, val)val 拷贝构造新元素;缩容(n )会析构尾部多余元素
  • 兼容性注意:C++11 起 resize 对 move-only 类型(如 std::unique_ptr)也安全,但前提是类型支持移动或拷贝

什么时候该用 reserve,什么时候该用 resize?

关键看你要不要“立刻拥有 n 个可用元素”:

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  • 只要后续频繁 push_back,且能预估总数 → 用 reserve(快、轻量、无构造)
  • 需要随机访问下标、或要求容器里真有 n 个活对象(比如初始化配置数组、填空矩阵)→ 用 resize
  • 混合场景(先 reserve 再 resize):不推荐。resize 可能重新分配内存,抵消 reserve 效果;若真要这样,直接 resize 更清晰
  • 性能陷阱:对小对象(int、float)resize 开销不大;但对大对象或带资源的类,反复 resize 可能引发大量构造/析构,比 reserve + push_back 慢数倍

capacity 不等于 size,但 capacity 为 0 时 size 必为 0

这是最常被忽略的底层约束:空 vectorcapacity() 可能是 0(如刚构造未 reserve),此时任何 push_back 都强制首次分配;而 resize(0) 不清 capacity,只是把 size 归零。

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  • 验证方式:std::vector<int> v; assert(v.size() == 0 && v.capacity() == 0);</int> 在某些标准库实现下成立
  • 容易踩的坑:在循环里反复 resize(0) 以为能“重用内存”,但若中间有人调过 shrink_to_fit() 或 vector 被移动过,capacity 可能已丢失
  • 真实建议:如果真要复用 vector 且在意性能,用 clear()(保 capacity)+ reserve(确保足够)比反复 resize 更可控
事情说清了就结束。真正难的不是记清区别,而是每次写 push_back 前,心里得快速过一遍:这次扩容代价我担不担得起?

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