空间配置器隐藏在一切组件之后。

  1.1 设计一个简单的空间配置器

  根据STL的规范,以下是allocator的必要接口:  

    allocator::value_type
    allocator::pointer
    allocator::const_pointer
    allocator::reference
    allocator::const_reference
    allocator::size_type
    allocator::difference_type
    allocator::rebind // 一个嵌套的(nested)class template。class rebind<U>拥有唯一成员other,是一个typedef,代表alloctor<U>
    allocator::allocator() // default constructor
    allocator::allocator(const allocator&) // copy constructor
    template <class U>allocator::allocator(const allocator<U>&) //泛化的default constructor
    allocator::~allocator() // default constructor
    pointer allocator::address(reference x) const // 返回某个对象的地址。a.address(x)等同于&x
    const_pointer allocator::address(const_reference x) const // 返回某个const对象的地址。a.address(x)等同于&x
    pointer allocator::allocate(size_type n, const void* = 0) // 配置空间,足以存储n个T对象。第二个参数是个提示,可能会用来增进locality,可忽略
    void allocator::deallocate(pointer p, size_type n) // 归还先前配置的空间
    size_type allocator::max_size() const // 返回可成功配置的最大量
    void allocator::construct(pointer p, const T& x) // 等同于new(const void*) p) T(x)
    void allocator::destroy(pointer p) // 等同于p->~T()

  1.2 一个简单的allocator源代码

 1 // filename : qyalloc.h
 2 #ifndef __QYALLOC__
 3 #define __QYALLOC__
 4
 5 // placement new是operator new的一个重载版本,只是我们很少用到它。如果你想在已经分配的内存中创建一个对象,使用new是不行的。也就是说placement new允许你在一个已经分配好的内存中(栈或堆中)构造一个新的对象。原型中void*p实际上就是指向一个已经分配好的内存缓冲区的的首地址。
 6 // placement new的作用就是:创建对象(调用该类的构造函数)但是不分配内存,而是在已有的内存块上面创建对象。用于需要反复创建并删除的对象上,可以降低分配释放内存的性能消耗。请查阅placement new相关资料。
 7 #include <new>          // placement new 要包含此文件,声明了一个void *operator new( size_t, void *p ) throw()  { return p; }
 8 #include <cstddef>      // for ptrdiff_t, size_t
 9 #include <cstdlib>      // for exit()
10 #include <climits>      // for UINT_MAX
11 #include <iostream>     // for cerr
12
13 namespace QY{
14     // 分配空间(operator new)
15     template <class T>
16     inline T* _allocate(ptrdiff_t size, T*){
17         std::set_new_handler(0);
18         T *tmp = (T*)(::operator new((size_t)(size * sizeof(T))));
19         if (tmp == 0)
20         {
21             std::cerr << "out of memory" << std::endl;
22             exit(1);
23         }
24         return tmp;
25     }
26
27     // 回收空间(operator delete)
28     template <class T>
29     inline void _deallocate(T* buffer){
30         ::operator delete(buffer);
31     }
32
33     // 在指定内存上构造一个对象(new(pMyClass)MyClass();)
34     template <class T1, class T2>
35     inline void _construct(T1* p, const T2& value){
36         new(p) T1(value);       // 创建。placement new. 调用 ctor of T1, 即new(pMyClass)MyClass();
37     }
38
39     // 析构对象
40     template<class T>
41     inline void _destroy(T* ptr){
42         ptr->~T();
43     }
44
45     // 按allocator标准,定义结构
46     template <class T>
47     class allocator{
48         public:
49             typedef T           value_type;
50             typedef T*          pointer;
51             typedef const T*    const_pointer;
52             typedef T&          reference;
53             typedef const T&    const_reference;
54             typedef size_t      size_type;
55             typedef ptrdiff_t   difference_type;
56
57             // 重新绑定分配器(rebind allocator of type U)
58             template <class U>
59             struct rebind
60             {
61                 typedef allocator<U> other;
62             };
63
64             pointer allocate(size_type n, const void* hint=0){
65                 return _allocate((difference_type)n, (pointer)0);
66             }
67
68             void deallocate(pointer p, size_type n){
69                 _deallocate(p);
70             }
71
72             void construct(pointer p, const T& value){
73                 _construct(p, value);
74             }
75
76             void destroy(pointer p){
77                 _destroy(p);
78             }
79
80             pointer address(reference x){
81                 return (pointer)&x;
82             }
83
84             const_pointer address(const_reference x){
85                 return (const_pointer)&x;
86             }
87
88             size_type max_size() const{
89                 return size_type(UINT_MAX / sizeof(T));
90             }
91     };
92 }   // end of namespace QY
93
94 #endif  // __QYALLOC__

  

  1.3 使用这个allocator

 1 #include "qyalloc.h"
 2 #include <vector>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5
 6 int main(){
 7     int ia[5] = {0, 1, 2, 3, 4};
 8     unsigned int i;
 9
10     vector<int, QY::allocator<int> > iv(ia, ia+5);
11     for(i=0; i<iv.size(); i++)
12         cout << iv[i] << ' ';
13     cout << endl;
14
15     return 0;
16 }

  1.4 SGI标准的空间配置器(std::allocator)

  符合部分标准,效率不佳,不建议使用。

  1.5 SGI特殊的空间配置器(std::alloc)

  class Foo{ ... };Foo* pf = new Foo;    // 配置内存,然后构造对象delete pf;    // 将对象析构,然后释放内存

  new: (1)调用 ::operator new 配置内存;

      (2)调用 Foo::Foo() 构造对象内容。

  delete: (1)调用 Foo::~Foo() 将对象析构;

      (2)调用 ::operator delete 释放内存。

  为了精密分工,STL allocator 将两阶段操作区分开来。

  alloc::allocate()负责内存配置操作;

  alloc::deallocate()负责内存释放操作;

  ::construct()负责对象构造操作;

  ::destroy()负责对象析构操作。

  1.6 构造和析构基本工具:construct() 和 destroy()

转载于:https://www.cnblogs.com/xiaoqingyang/p/5412137.html

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