c++ - std::list 中每个元素的大小是多少？

Question

std::list 在其实现中使用链表，列表中的每个元素有多大（减去有效负载）？

通过测试，在 Windows 7 机器上使用 mingw（不是 mingw-64），每个元素占用 24 个字节的每个 int 元素。

一个指向左边的指针和一个指向右边的指针只有 4+4=8 个字节！而一个 int 只有 4 个字节（由 sizeof(void*) 和 sizeof(int) 确定），所以我很好奇，额外的空间去哪儿了？

（测试涉及制作许多元素，查看程序的大小，制作更多元素并再次查看程序的大小，取差）

Answer 1

当有关于 STL 容器的内存问题时......请记住，它们获得的所有内存都来自您传递的分配器（默认为std::allocator）。

因此，只需检测分配器即可回答大多数问题。现场演示位于liveworkspace，输出显示在此处std::list<int, MyAllocator>：

allocation of 1 elements of 24 bytes each at 0x1bfe0c0
deallocation of 1 elements of 24 bytes each at 0x1bfe0c0

因此，在这种情况下是 24 字节，这在 64 位平台上是可以预期的：两个指针用于下一个和上一个，4 个字节的有效负载和 4 个字节的填充。

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完整的代码清单是：

#include <iostream>
#include <limits>
#include <list>
#include <memory>

template <typename T>
struct MyAllocator {
   typedef T value_type;
   typedef T* pointer;
   typedef T& reference;
   typedef T const* const_pointer;
   typedef T const& const_reference;
   typedef std::size_t size_type;
   typedef std::ptrdiff_t difference_type;

   template <typename U>
   struct rebind {
      typedef MyAllocator<U> other;
   };

   MyAllocator() = default;
   MyAllocator(MyAllocator&&) = default;
   MyAllocator(MyAllocator const&) = default;
   MyAllocator& operator=(MyAllocator&&) = default;
   MyAllocator& operator=(MyAllocator const&) = default;

   template <typename U>
   MyAllocator(MyAllocator<U> const&) {}

   pointer address(reference x) const { return &x; }
   const_pointer address(const_reference x) const { return &x; }

   pointer allocate(size_type n, void const* = 0) {
      pointer p = reinterpret_cast<pointer>(malloc(n * sizeof(value_type)));
      std::cout << "allocation of " << n << " elements of " << sizeof(value_type) << " bytes each at " << (void const*)p << "\n";
      return p;
   }

   void deallocate(pointer p, size_type n) {
      std::cout << "deallocation of " <<n << " elements of " << sizeof(value_type) << " bytes each at " << (void const*)p << "\n";
      free(p);
   }

   size_type max_size() const throw() { return std::numeric_limits<size_type>::max() / sizeof(value_type); }

   template <typename U, typename... Args>
   void construct(U* p, Args&&... args) { ::new ((void*)p) U (std::forward<Args>(args)...); }

   template <typename U>
   void destroy(U* p) { p->~U(); }
};

template <typename T>
using MyList = std::list<T, MyAllocator<T>>;

int main() {
   MyList<int> l;
   l.push_back(1);
}