std::vector::reserve
std::vector::reserve 函数在 C++ 中用于预分配内存，避免在元素增加时多次重新分配内存，从而提高性能。
它最常用于需要频繁向 vector 中添加元素，并且可以预估容器的最终大小的场景。
作用
reserve 函数的主要作用是：
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预分配容量：它提前为
vector分配一定数量的内存（但不会改变当前vector的元素数量size）。也就是说，它只是增加vector的容量capacity，使其能够容纳更多元素，而不需要反复分配和释放内存。 -
避免多次内存分配和拷贝：在
vector中，如果你频繁调用push_back向容器添加新元素，而没有事先为vector分配足够的容量，容器在容量不足时会自动扩容。这会导致每次扩容时进行内存分配，并将现有元素拷贝到新的内存地址。reserve通过提前分配足够的空间，减少或避免了这些昂贵的操作。
场景
reserve 通常用于以下场景：
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已知或可以预估元素的数量：如果你知道或者可以大致估计
vector最终会存储多少个元素，可以使用reserve来一次性分配足够的内存空间，避免扩容时频繁的内存分配与拷贝。示例：
#include <iostream> #include <vector> int main() { std::vector<int> vec; vec.reserve(100); // 预先分配100个元素的空间 for (int i = 0; i < 100; ++i) { vec.push_back(i); // 不会触发多次扩容 } std::cout << "Vector size: " << vec.size() << std::endl; std::cout << "Vector capacity: " << vec.capacity() << std::endl; return 0; }在这个例子中，调用
reserve(100)会一次性分配能够容纳 100 个元素的内存空间。因此，在push_back添加元素时，不会频繁地重新分配内存，提升了性能。 -
性能优化：在高性能的应用中，特别是需要处理大量数据时，如果向
vector中添加元素的操作非常频繁且每次添加元素都会导致vector扩容，会严重影响性能。reserve可以通过减少内存分配和拷贝操作来提升性能。 -
避免扩容导致的迭代器失效：当
vector扩容时，之前的元素会被拷贝到新的内存地址，导致之前的迭代器失效。如果提前使用reserve分配好足够的空间，可以避免这种问题，特别是在对迭代器的连续访问中。迭代器失效示例：
#include <iostream> #include <vector> int main() { std::vector<int> vec; vec.reserve(10); // 预留空间避免迭代器失效 vec.push_back(1); vec.push_back(2); vec.push_back(3); // 获取迭代器 auto it = vec.begin(); // 继续向vector添加元素 vec.push_back(4); // 不会导致迭代器失效 std::cout << "First element: " << *it << std::endl; // 输出正确结果 return 0; }
reserve 与 resize 的区别
reserve：只改变vector的容量，但不改变其大小。也就是说，它只预分配内存，但并不实际增加或减少vector中的元素。resize：不仅改变vector的大小，还会相应地创建或销毁元素。它会让vector的大小变为指定的大小，添加默认构造的元素（如果扩大），或删除多余的元素（如果缩小）。
示例：
std::vector<int> vec;
vec.reserve(10); // 仅分配内存，但不添加元素，vec.size() 仍为 0
vec.resize(10); // 改变size，vec.size() 为 10，默认值填充
总结
std::vector::reserve 在以下场景非常有用：
- 需要大量动态添加元素时。
- 知道或能够预估元素的数量时。
- 想要避免不必要的内存分配、拷贝和迭代器失效时。
通过合理使用 reserve，可以有效地优化程序的性能，减少 vector 的内存管理开销。
