前言:
(前置知识:你至少使用过STL里面得一种容器,你得熟悉模板,你得熟悉c++基本语法)
以程序员使用STL的角度而言,STL空间分配器(allocator/alloc(组件之外))是程序员不需要考虑但是又不得不考虑的事情,他总是隐藏在幕后,默默工作的组件,但是对于容器而言,这个组件却起着至关作用的作用,默默工作,默默付出着。但是在介绍STL各种容器之前,分配器却是不得不要首先提及的。这里有些一点点矛盾的地方,你可以懂得如何使用容器,使他成为你的工具,为你解决各种需求而不必掌握其内部原理,但是这往往是你在某个技术上的一个瓶颈,当你不断的去理解,不断地去剖析,你就会越来越接近幕后的真相。下面,开始我们的topic。
介绍:
根据STL有关的规范(这个如何读者尚不知晓,如果有空,会整理出STL有关事宜,就现在而言,这个不是我们关注的主题),alloocator必须提供以下接口:
allocator::value_type
allocator::pointer
allocator::reference
allocator::const_reference
allocator::const_pointer
allocator::size_type
allocator::difference_type
allocator::rebind
allcator::allocator() default constructor
allcator::allocator(const allocator &) copy constructor
template <class U> allocator::allocator(const allocator <U>&) 泛化的copy constructor(有关于泛化,特化,偏特化等特性,读者可以自行查百度搜素,这里不是我们关注的重点)
allocator::~allocator() default destructor
pointer allocator::address(reference x)const //返回某个对象的地址。例如:a.address(x)等同于 &x
pointer allocator::allocate(size_type n, const void *=0) 配置空间,为n个T对象分配空间(这里的T,是指传入模板中的参数)
void allocator::deallocate(pointer p, size_type n) //归还先前配置的空间
void allocator::construct(pointer p,const T&x) 等同于new((void*)p) T(x),不懂这个语法的同学也没关系,这个叫placement new,new一块内存,用p指向它、并用x初始化,这个我相信也是很少人用到这个东西吧(嘻嘻)
void allocator::destory(pointer p) //里面调用了p-> ~T();
现在,我们大致对里面allocator里面的一些函数有了大致的了解,也许你读到这里你会一头雾水,但是没关系,现在我们来实现自己的空间分配器
自己实现:
#ifndef _ZZXMEM_
#define _ZZXMEM_
#include<new>
#include<cstddef>//ptrdiff_t size_t
#include<cstdlib>
#include<climits>
#include<iostream>
using namespace std;
namespace zx
{
template<class T>
inline T* _allocate(ptrdiff_t size, T *)
{
set_new_handler(0);
T* tmp = (t*)(::operator new((size_t)(size * sizeof(T))));
if (NULL == tmp)
{
cerr << "out of memory!" << endl;
exit(1);
}
return tmp;
}
template<class T>
inline void _deallocate(T* buffer)
{
::operator delete(buffer);
}
template<class T1,class T2>
inline void _construct(T1* p, const T2& value)
{
new(p) T1(value);
}
template <class T>
inline void _destory(T* p)
{
p->~T();
}
template<class T>
class allocator {
public:
typedef T value_type;
typedef T* pointer;
typedef T& reference;
typedef const T* const_pointer;
typedef const T& const_reference;
typedef size_t size_type;
typedef ptrdiff_t difference_type;
template<class U>
struct rebine
{
typedef allocator<U> other;
};
pointer allocate(size_type n, const void* hint = 0)
{
return _allocate((difference_type)n, (pointer)0);
}
void deallocate(pointer p, size_type n)
{
_deallcate(p);
}
void construct(pointer p, const T& value)
{
_construct(p, value);
}
void destory(pointer p)
{
_destory(p);
}
const_pointer const_address(const_reference x)
{
return (const_pointer)&x;
}
size_type max_size()const
{
return size_type(UINT_MAX / sizeof(T));
}
};
}
#endif // !_ZZXMEM_
那么如何使用呢?例如array这个容器,你将其第二参数绑定为你的allocatoe<int>就可以了。
但是对STL有过了解的同学这里会发现,标准库使用的并不是这个分配器呀,貌似是std::alloc哦!?
确实,这种分配器是有很大缺陷的,这种做法是作为第一级分配器来用的,对于对内存有极大偏执的人而言,这无非是极大的灾难。
先不要急,很快我们就会剖析真正在STL使用的分配器,那就是STL里第二级分配器,里面使用嵌入式指针加内存池的做法。那种做法更加美妙,更加让人拍案叫绝!
我们下次见!
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