C++中的std::vector::reserve和resize的区别？(预留空间与修改大小)

reserve只改变capacity不改变size；调用后不能通过下标访问新预留位置，否则越界；resize(n,val)才真正增加size并允许安全访问[0,n)下标。

reserve 只改变容量，不改变 size

reserve 的作用是提前为 std::vector 分配足够大的内存块，避免后续多次 push_back 触发扩容重分配。它只影响 capacity()，对 size() 完全没影响——也就是说，调用后你仍然不能通过下标访问新预留的位置，vector 里还是原来那些元素。

常见错误是以为 reserve(10) 后就能写 v[5] = 42，结果触发越界访问（未定义行为）。

• reserve(n)：确保 capacity() >= n；若当前 capacity() ，则重新分配内存，但不构造新元素
• 调用前后 size() 不变，所有已有元素位置不变（迭代器不失效，除非发生重分配）
• 适用于已知将要插入大量元素的场景，比如循环前预估总数

resize 改变 size，可能也改变 capacity

resize 是真正“修改容器大小”的操作：它调整 size()，并按需构造或销毁元素。如果新大小大于当前 size()，会默认构造新增元素（或用指定值填充）；如果更小，则析构尾部多余元素。

它不保证扩容，但如果新 size() 超过当前 capacity()，底层仍会触发一次 reserve 式的内存分配（并构造新元素）。

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• resize(n)：使 size() == n；若 n > size()，追加 n - size() 个默认构造对象
• resize(n, val)：追加 n - size() 个值为 val 的副本
• 调用后可安全访问 [0, n) 范围内任意下标（只要 n ）
• 频繁 resize 小步增长（如每次 +1）性能差，因可能反复分配+拷贝

为什么不能用 reserve 替代 resize 来“初始化空间”

因为 reserve 不调用任何元素的构造函数，内存只是被分配、未被初始化。此时 vector 的 data() 指针所指区域是“原始内存”，直接读写 operator[] 或 at() 会访问未构造对象，属于未定义行为。

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例如：

std::vector v;
v.reserve(5);
// ❌ 错误：v[0] 访问未构造的 std::string 对象
// ✅ 正确：先 resize，再赋值，或用 insert/emplace_back

• 内置类型（如 int）看似能写，但仍是未定义行为（C++20 起明确禁止）
• std::vector 是特化，reserve 行为更复杂，不建议依赖
• 想预分配+初始化，应直接 resize(n) 或 assign(n, val)

实际组合使用的典型模式

高频场景是“先 reserve 预估总量，再循环 push_back”，兼顾效率与语义清晰。比如从文件读取不确定数量的记录：

std::vector records;
records.reserve(expected_count); // 避免中间多次 realloc
for (auto& line : lines) {
    records.push_back(parse(line)); // 构造并添加，不额外拷贝
}

注意：如果 expected_count 严重低估，仍会发生扩容；高估则浪费内存但无副作用。而 resize 在这种场景下会导致构造大量无用临时对象，再逐个赋值，开销更大。

真正需要“固定大小+可随机写入”的场合（如图像缓冲区），通常更适合用 std::array 或裸 new[] + RAII 封装，而非 vector。