back擴容機制為什么不考慮在尾元素后面的空間申請內存？

首先我們看一下官方文檔對vector的說明：

再看一下對push_back函數的說明：

總結起來就是初始時刻vector的capacity為0，塞入第一個元素后capacity增加為1，vector內部是通過數組來實現的，它占用的是一塊連續空間，當空間不足時它會重新申請空間，并將當前內容一并拷貝到新的空間，下圖是vector內存的擴充的示意圖。

有一點需要說明，容量擴充并不總是擴充至兩倍，具體的倍數取決于編譯器，比如在GCC下是兩倍，而在VS2017中是1.5倍，下圖是在VS中的實驗結果。

可見每push_back一個元素，vector的size就增加1，而capacity則以1.5倍的速度增加，3增加到4而不是4.5，是因為取整的原因。

那么為什么要這樣處理，主要有兩個原因：

1、vector在push_back以成倍增長可以在均攤后達到O(1)的事件復雜度。具體的推理過程涉及到算法分析與一些數學知識，在此不再傲述，感興趣的話，可留言。

2、考慮可能產生的堆空間浪費，成倍增長倍數不能太大，為了防止申請內存的浪費，現在使用較多的有2倍與1.5倍的增長方式，而1.5倍的增長方式可以更好的實現對內存的重復利用。

至于問題中的為什么不在vector結尾處申請內存，那是因為每次申請的內存由系統決定，程序和編譯器并不能控制。