往vector中添加元素时，如果空间不够将会导致扩容。vector有两个属性：size和capacity。size表示已经使用的数据容量，capacity表示数组的实际容量，包含已使用的和未使用的。
vector扩容规则：
- 当数组大小不够容纳新增元素时，开辟更大的内存空间，把旧空间上的数据复制过来，然后在新空间中继续增加。
- 新的更大的内存空间，一般是当前空间的1.5倍或者2倍，这个1.5或者2被称为扩容因子，不同系统实现扩容因子也不同。
注意，扩容会导致迭代器失效。
在VS2017中，vector的扩容因子是1.5。可以追踪push_back的实现：
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decltype(auto) emplace_back(_Valty&&... _Val) { // insert by perfectly forwarding into element at end, provide strong guarantee if (_Has_unused_capacity()) { return (_Emplace_back_with_unused_capacity(_STD forward<_Valty>(_Val)...)); } _Ty& _Result = *_Emplace_reallocate(this->_Mylast(), _STD forward<_Valty>(_Val)...); // ... } |
函数中先通过_Has_unused_capacity函数判断是否有还有未使用的空间，如果有未使用的空间，直接在未使用的空间上新增。如果没有未使用的空间了，就需要执行_Emplace_reallocate重新扩容：
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pointer _Emplace_reallocate(const pointer _Whereptr, _Valty&&... _Val) { // .. const size_type _Newsize = _Oldsize + 1; const size_type _Newcapacity = _Calculate_growth(_Newsize); // .. } |
函数中先判断新长度，然后继续调用_Calculate_growth扩容，这个函数才是真正用来扩容的函数。
忽略过其他判断逻辑，_Calculate_growth的实现为：
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size_type _Calculate_growth(const size_type _Newsize) const { // ... const size_type _Geometric = _Oldcapacity + _Oldcapacity / 2; // ... } |
新的扩容大小等于当前容量再加上当前容量的一半，即按照1.5倍扩容。
在GCC的实现中，vector扩容是2倍扩容的。
1.5倍扩容和2倍扩容的区别
- 扩容因子越大，需要分配的新内存空间越多，越耗时。空闲空间较多，内存利用率低。
- 扩容因子越小，需要再分配的可能性就更高，多次扩容耗时。空闲空间较少，内存利用率高。
因此，小规模数组，添加元素不频繁的，建议使用扩容因子更小的。当数据规模越大，插入更频繁，大扩容因子更适合。
示例代码
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#include <iostream> #include <vector> using namespace std; int main() { int i; vector<int> v; cout << v.capacity() << " "; for (i = 0; i < 10; i++) { v.push_back(1); cout << v.capacity() << " "; } return 0; } |
以上代码通过循环插入了十个元素，并打印出每次插入后vector的容量：
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1 |
0 1 2 3 4 6 6 9 9 9 13 |
能看出的增长规律为：0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 6 -> 9 -> 13，而同样的代码通过G++编译后的输出结果为：
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1 |
0 1 2 4 4 8 8 8 8 16 16 |
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