Из краткого описания функций становится ясно, что перераспределение (выделение и освобождение блоков памяти, копирование и уничтожение объектов, обновление недействительных итераторов, указателей и ссылок) происходит каждый раз, когда при вставке нового элемента текущая емкость контейнера оказывается недостаточной. Таким образом, для предотвращения лишних затрат следует установить достаточно большую емкость контейнера функцией

, причем сделать это нужно как можно раньше — желательно сразу же после конструирования контейнера.

Предположим, вы хотите создать

с числами из интервала 1–1000. Без использования это делалось бы примерно так:

В большинстве реализаций STL при выполнении этого фрагмента произойдет от 2 до 10 расширений контейнера. Кстати, число 10 объясняется очень просто. Вспомните, что при каждом перераспределении емкость

обычно увеличивается вдвое, а примерно равно 210.

В этом случае количество расширений будет равно нулю.

Взаимосвязь между

и позволяет узнать, когда вставка в или приведет к расширению контейнера. В свою очередь, это позволяет предсказать, когда вставка приведет к недействительности итераторов, указателей и ссылок в контейнере. Пример:

В этом фрагменте вызов

не может привести к появлению недействительных итераторов, указателей и ссылок, поскольку емкость заведомо больше текущего размера. Если бы вместо выполнялась вставка в произвольной позиции строки функцией , это также гарантировало бы отсутствие перераспределений памяти, но в соответствии с обычными правилами действительности итераторов для вставки в все итераторы/указатели/ссылки от точки вставки до конца строки стали бы недействительными.

Вернемся к основной теме настоящего совета. Существуют два основных способа применения функции

для предотвращения нежелательного перераспределения памяти. Первый способ используется в ситуации, когда известно точное или приблизительное количество элементов в контейнере. В этом случае, как в приведенном выше примере с , нужный объем памяти просто резервируется заранее. Во втором варианте функция резервирует максимальный объем памяти, который может понадобиться, а затем после включения данных в контейнер вся свободная память освобождается. В усечении свободной памяти нет ничего сложного, однако я не буду описывать эту операцию здесь, потому что в ней используется особый прием, рассмотренный в совете 17.

Бьерн Страуструп однажды написал статью с интригующим названием «Sixteen Ways to Stack a Cat» [27], в которой были представлены разные варианты реализации стеков. Оказывается, по количеству возможных реализаций контейнеры

не уступают стекам. Конечно, нам, опытным и квалифицированным программистам, положено презирать «подробности реализации», но если Эйнштейн был прав, и Бог действительно проявляется в мелочах… Даже если подробности действительно несущественны, в них все же желательно разбираться. Только тогда можно быть полностью уверенным в том, что они действительнонесущественны.

Например, сколько памяти занимает объект

? Иначе говоря, чему равен результат ? Ответ на этот вопрос может быть весьма важным, особенно если вы внимательно следите за расходами памяти и думаете о замене низкоуровневого указателя объектом .

Оказывается, результат

неоднозначен — и если вы действительно следите за расходами памяти, вряд ли этот ответ вас устроит. Хотя у некоторых реализаций контейнер по размеру совпадает с , так же часто встречаются реализации, у которой занимает в семь раз больше памяти. Чем объясняются подобные различия? Чтобы понять это, необходимо знать, какие данные и каким образом будут храниться в объекте .

Практически каждая реализация

хранит следующую информацию:

• размер строки, то есть количество символов;

• емкость блока памяти, содержащего символы строки (различия между размером и емкостью описаны в совете 14);

• содержимое строки, то есть символы, непосредственно входящие в строку.

Кроме того, в контейнере string может храниться:

• копия распределителя памяти. В совете 10 рассказано, почему это поле не является обязательным. Там же описаны странные правила, по которым работают распределители памяти.