C++ std::vector内存使用机制及实例中24字节占用用途咨询

#include <iostream>
#include <vector>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    std::vector<int> a(32768, 0);
    std::cout << "Size " << sizeof a << "\nCapacity " << a.capacity() << "\nElements " << a.size();
    return 0;
}

运行输出结果：

Size 24
Capacity 32768
Elements 32768

你观察到的sizeof(a)=24是std::vector<int>实例本身占用的内存大小，在64位编译环境下，主流STL实现（GNU libstdc++、LLVM libc++等）的vector实例默认在栈上分配，总共包含3个8字节的指针，刚好占用24字节，三个指针的作用分别是：

• 指向堆内存中元素数组的起始位置：vector存储的所有元素都存放在这个指针指向的堆空间起始地址
• 指向已构造元素的末尾下一位位置：这个指针和起始指针的差值除以元素类型int的大小（4字节），就是size()方法返回的已存储元素个数
• 指向堆上申请的整块元素空间的末尾下一位位置：这个指针和起始指针的差值除以int大小，就是capacity()方法返回的当前vector可容纳元素的上限

valgrind统计的132096字节堆内存，对应两部分：

• 元素数组堆空间：32768个int占32768×4=131072字节
• 剩余字节是系统内存分配器的对齐开销、分配器自身元数据占用，主流实现下24字节是vector栈实例的大小，不属于堆内存占用范畴，仅部分特殊分配器实现会把vector控制块放到堆上，这类场景下24字节才会被计入堆内存统计。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者g0x0