因为列表比forward_list多一个指针(前一个指针(,所以如果它们都持有相同数量的元素,即 1<<30,list 将使用几乎 1/3 的内存。右?
然后,如果我重复调用调整大小越来越大,forward_list必须能够调整比列表大得多的大小。
测试代码:
#include<forward_list>
#include<list>
#include<iostream>
int main(){
using namespace std;
typedef list<char> list_t;
//typedef forward_list<char> list_t;
list_t l;
list_t::size_type i = 0;
try{
while(1){
l.resize(i += (1<<20));
cerr<<i<<" ";
}
}
catch(...){
cerr<<endl;
}
return 0;
}
令我惊讶的是,当该过程被杀死时,它们的大小几乎相同......有人可以解释它吗?
我知道这个问题已经有 4 年了,但接受的答案毫无意义(正如贾斯汀·雷蒙德指出的那样(。
Nick Babcock的方法并不精确,因为元素的数量太少;堆上总是有一些开销,你也会测量。
为了说明这一点,我使用了更大的数据类型和更多的元素 (4096(:在g++ 6.2.1
和linux x64
sizeof(void*) = 8
和sizeof (bigDataType_t) = 800
(bigData_t
是long[100]
(。
那么我们期待什么呢?每种类型的列表都必须将实际数据存储在堆上; std::list
每个链接存储 2 个指针(向后和向前(,std::forward_list
只有一个(向前(。
std::list
的预期内存: 4096 x 800 + 2 x 8 x 4096 = 3,342,336 bytes
std::list
的实际内存:3,415,040 bytes
std::forward_list
的预期内存: 4096 x 800 + 1 x 8 x 4096 = 3,309,568 bytes
std::forward_list
的实际内存:3,382,272 bytes
我使用 Massif 来获取程序的堆使用情况。
正如我们所看到的,这些数字非常吻合。使用大数据类型时,额外指针的内存没有太大区别!
当使用char
作为数据类型(作为 OP(时,预期和实际内存占用不太合适,很可能是因为一些开销。但是,内存消耗没有因子 3。
std::list: Expected 69,632 bytes, actual: 171,008 bytes
std::forward_list: Expected 36,864 bytes, actual: 138,240 bytes
我的代码:
#include <list>
#include <forward_list>
struct bigData_t {
long foo[100];
};
typedef bigData_t myType_t;
// typedef char myType_t;
int main()
{
#ifdef USE_FORWARD_LIST
std::forward_list<myType_t> linkedList;
#else
std::list<myType_t> linkedList;
#endif
for (int i = 0; i < 4096; i++) {
myType_t bigData;
linkedList.push_front(bigData);
}
return 0;
}
你应该发现,有了更好的记忆嗅探,你最初的假设,即std::list<T>
会消耗三倍的能量是正确的。 在我的Windows机器上,我使用GetProcessMemoryInfo 建立了一个快速的内存使用程序
这是我程序的核心:
int main()
{
size_t initMemory = MemoryUsage();
std::list<unsigned char> linkedList;
for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++)
linkedList.push_back(i % 256);
size_t linkedListMemoryUsage = MemoryUsage() - initMemory;
std::forward_list<unsigned char> forwardList;
for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++)
forwardList.push_front(i % 256);
size_t forwardListMemoryUsage = MemoryUsage() - linkedListMemoryUsage - initMemory;
std::cout << "Bytes used by Linked List: " << linkedListMemoryUsage << std::endl;
std::cout << "Bytes used by Forward List: " << forwardListMemoryUsage << std::endl;
return 0;
}
在发布版本下运行时的结果:
#define ITERATIONS 128
Bytes used by Linked List: 24576
Bytes used by Forward List: 8192
8192 * 3 = 24576
这是 cplusplus.com 的一句话,甚至说两个容器之间应该有明显的内存差异。
forward_list容器和列表之间的主要设计区别 容器是第一个在内部只保留指向下一个的链接 元素,而后者为每个元素保留两个链接:一个指向 下一个元素和一个到前一个元素,允许高效 双向迭代,但每次消耗额外的存储空间 元素,插入和移除的时间开销略高 元素。因此,forward_list对象比列表更有效 对象,尽管它们只能向前迭代。
在列表中使用 resize 函数,就像在发布的代码中所做的那样,内存差异更加明显,std::list<T>
消耗四倍的内存。