
vector::push_back 触发扩容时,新容量通常是旧容量的 1.5 倍(GCC)或 2 倍(MSVC)
这不是标准强制要求,C++ 标准只规定 size() ≤ capacity(),且 push_back 平摊时间复杂度为 O(1)。实际增长因子由实现决定:GCC libstdc++ 默认用 1.5 倍(即乘以 3/2),MSVC STL(Visual Studio)用 2 倍。Clang 的 libc++ 行为与 libstdc++ 一致,也倾向 1.5 倍,但具体路径依赖底层整数运算策略。
libstdc++ 中 _S_growth_factor 定义在 bits/stl_vector.h
GCC 源码中,std::vector 扩容逻辑集中在 _Vector_base 和 _M_allocate 调用链里。关键常量是 _S_growth_factor,定义为:
static const float _S_growth_factor = 1.5f;
实际分配时,并非直接乘浮点数,而是用整数技巧避免浮点运算开销:当旧容量为 __n,新容量取 __n + __n / 2(即 __n * 3 / 2 向下取整)。这意味着:
-
capacity=1→ 扩到1 + 0 = 1(不扩,直到第二次 push) -
capacity=2→ 扩到2 + 1 = 3 -
capacity=4→ 扩到4 + 2 = 6 -
capacity=8→ 扩到8 + 4 = 12
这种策略比 2 倍更省内存,尤其对中等规模容器;但频繁重分配时,拷贝次数略多。
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MSVC STL 使用 _Grow_to 计算新容量,固定倍增为 2 倍
VS 2019+ 的 STL 源码(如 xmemory)中,_Grow_to 函数逻辑简洁:
return (_Newsize <= _Oldcapacity) ? _Oldcapacity
: (_Newsize <= _Oldcapacity * 2) ? _Oldcapacity * 2
: _Newsize;也就是说,只要所需大小 _Newsize 超过当前 _Oldcapacity,就直接翻倍(除非 _Newsize 已远超两倍,才按需取 _Newsize)。这带来更少的扩容次数,但可能浪费更多内存 —— 比如从 128 扩到 256,即使只新增 1 个元素。
你可以在调试时验证:对空 vector 连续调用 push_back 20 次,在 MSVC 下观察 capacity() 序列为 0,1,2,4,8,16,32,64,128...;而 GCC 下是 0,1,2,3,4,6,9,13,19,28...。
不要依赖具体增长因子,但可通过 reserve() 控制行为
不同编译器、甚至同一编译器不同版本(如 GCC 12 vs GCC 13)都可能微调策略。比如某些嵌入式定制 STL 可能用 1.25 倍来极致控内存。因此:
- 永远别写
if (v.capacity() == v.size() * 2)这类假设性判断 - 若已知最终大小(如读取 N 行文本),优先调用
v.reserve(N),避免多次拷贝 - 若关注内存碎片或 cache 局部性,可配合
shrink_to_fit()(注意它不保证释放,只是请求) - 自定义分配器无法改变增长因子逻辑,它只接管内存申请/释放动作
真正影响性能的往往不是“几倍”,而是扩容时是否触发了大量对象的移动构造 —— 尤其对非 trivial 类型,std::vector<:string> 的扩容成本远高于 std::vector。









