c++ - std::shared_ptr 比 vector 占用更多的内存空间

Question

我有一个体素结构:

struct voxel
{
    unsigned char R, G, B;
    voxel()
    {
        R = G = B = 0;
    }
    //parameteric contructor with parameters
    voxel(unsigned char pR, unsigned char pG, unsigned char pB)
    {
        R = pR; G = pG; B = pB;
    }
};

我有一个非常大的体素数 n。

int n = 300 * 300 * 300;

现在，当我用 vector 初始化体素时，它需要大约 79 MB 的 RAM。

std::vector< voxel > vi(n);

但是当我使用 shared_ptr 和堆栈溢出以这种方式初始化它时，它需要超过 2 GB。

std::vector< std::shared_ptr<voxel> > vi(n);
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
    vi.push_back(std::shared_ptr<voxel>(new voxel()));
}

这种行为的原因是什么？我该如何避免？

附加说明:

std::vector< std::shared_ptr<voxel> > vi(n); //statement takes 211 MB alone

更新: 我也尝试过使用这个循环而不是推回，但结果是一样的。我现在大致了解了为什么会发生这种情况。

for (size_t i = 0; i < n; i++)
    {
        vi[i].reset(new voxel());
        vi[i]->B = 0;
        vi[i]->R = 0;
        vi[i]->G = 0;
    }

Answer 1

std::vector< voxel > vi(n);

即将占用sizeof(voxel) * n字节的内存。当您更改为共享指针时，您现在将拥有共享指针和 voxel 的成本。 .这相当于

sizeof(voxel) * n + sizeof(std::shared_ptr<voxel>) * n

哪里sizeof(std::shared_ptr<voxel>)很可能是 16 个字节。

在声明时，您在第二个示例中也浪费了很多空间

std::vector< std::shared_ptr<voxel> > vi(n);

这将创建 n空 shared_ptr然后是你push_back另一个 n非空 shared_ptr s 所以你加倍 vector 的大小。如果要预分配 vector 的大小那么你应该使用

std::vector< std::shared_ptr<voxel> > vi;
vi.reserve(n);