vector 容器的容量（capacity）和大小（size）之间的区别

vector 容器的容量(用 capacity 表示)，指的是在不分配更多内存的情况下，也就是事先分配好内存大小，如果不超出容量即便有新的元素加入也不会分配内存空间；容器可以保存的最多元素个数；而 vector 容器的大小(用 size 表示)，指的是它实际所包含的元素个数。对于一个 vector 对象来说，通过该模板类提供的 capacity()成员函数，可以获得当前容器的容量；通过 size()成员函数，可以获得容器当前的大小。例如：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
std::vector<int>value{ 2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47 };
value.reserve(20);
cout << "value 容量是：" << value.capacity()<< endl;
cout << "value 大小是：" << value.size()<< endl;
return 0;
}

程序输出结果为：

value 容量是：20
value 大小是：15

显然，vector 容器的大小不能超出它的容量，在大小等于容量的基础上，只要增加一个元素(必须通过push_back增加，也就是push_back，for循环(建立5个以上元素)，resize()大于容量的情况下容量大于大小)，整个 value 容器的存储位置发生了改变，同时 vector 会一次性申请多个存储空间(具体多少，取决于底层算法的实现)。这样做的好处是，可以很大程度上减少 vector 申请空间的次数，当后续再添加元素时，就可以节省申请空间耗费的时间。一旦 vector 容器的内存被重新分配，则和 vector 容器中元素相关的所有引用、指针以及迭代器，都可能会失效，最稳妥的方法就是重新生成。因此，对于 vector 容器而言，当增加新的元素时，有可能很快完成(即直接存在预留空间中)；也有可能会慢一些(扩容之后再放新元素)。

举个例子：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int>value{ 2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47 };
cout << "value 容量是：" << value.capacity()<< endl;
cout << "value 大小是：" << value.size()<< endl;
printf("value首地址：%p\n", value.data());
value.push_back(53);
cout << "value 容量是(2)：" << value.capacity()<< endl;
cout << "value 大小是(2)：" << value.size()<< endl;
printf("value首地址： %p", value.data());
return 0;
}

运行结果为：

value 容量是：15
value 大小是：15
value首地址：01254D40
value 容量是(2)：22
value 大小是(2)：16
value首地址： 01254E80

修改vector容器的容量和大小

另外，通过前面的学习我们知道，可以调用 reserve()成员函数来增加容器(输入比原来小的容量并不会改变它的容量)的容量(但并不会改变大小)整个容器的存储位置发生了改变；而通过调用成员函数 resize()可以改变容器的大小，(增大整个容器的存储位置会发生改变，减小不会，并且减小后被原来超出的那部分不能再被访问)并且该函数也可能会导致 vector 容器容量的增加。比如说：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int>value{ 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47 };
    cout << "value 容量是：" << value.capacity() << endl;
    cout << "value 大小是：" << value.size() << endl;
    cout << value.data() << endl;
    value.reserve(20);
    cout << value.data() << endl;
    cout << "value 容量是(2)：" << value.capacity() << endl;
    cout << "value 大小是(2)：" << value.size() << endl;
    //将元素个数改变为 21 个，所以会增加 6 个默认初始化的元素
    value.resize(21);
    cout << value.data() << endl;
    cout << "value 容量是(3)：" << value.capacity() << endl;
    cout << "value 大小是(3)：" << value.size() << endl;
    value.resize(20);
    cout << value.data() << endl;
    cout << "value 容量是(3)：" << value.capacity() << endl;
    cout << "value 大小是(3)：" << value.size() << endl;
    //cout << value[20] << endl;//抛出异常提示超出范围
    return 0;
}

 

运行结果为：

value 容量是：15
value 大小是：15
000001E279D75380
000001E279D75630
value 容量是(2)：20
value 大小是(2)：15
000001E279D75130
value 容量是(3)：30
value 大小是(3)：21
000001E279D75130
value 容量是(3)：30
value 大小是(3)：20

另外注意通过 resize()成员函数减少容器的大小(多余的元素会直接被删除)，不会影响容器的容量。

vector容器容量和大小的数据类型

在实际场景中，我们可能需要将容器的容量和大小保存在变量中，要知道 vector<T> 对象的容量和大小类型都是 vector<T>::size_type 类型。因此，当定义一个变量去保存这些值时，可以如下所示：

vector<int>::size_type cap = value.capacity();
vector<int>::size_type size = value.size();

size_type 类型是定义在由 vector 类模板生成的 vecotr 类中的，它表示的真实类型和操作系统有关，在 32 位架构下普遍表示的是 unsigned int 类型，而在 64 位架构下普通表示 unsigned long 类型。
当然，我们还可以使用 auto 关键字代替 vector<int>::size_type，比如：

auto cap = value.capacity();
auto size = value.size();

参考：

C++ STL vector容量（capacity）和大小（size）的区别 - oayx - 博客园 (cnblogs.com)