Распределители

Распределители используются стандартной библиотекой C++ для управления распределением и отменой распределения элементов, содержащихся в контейнерах. Все контейнеры стандартной библиотеки C++ за исключением std::array параметра шаблона типа allocator<Type>, где Type представляет тип элемента контейнера. Например, vector класс объявляется следующим образом:

template <
    class Type,
    class Allocator = allocator<Type>
>
class vector

Стандартная библиотека C++ предоставляет реализацию распределителя, используемую по умолчанию. В C++ 11 и более поздних версиях распределитель по умолчанию обновлен с целью предоставления меньшего по размеру интерфейса. Новый распределитель называется минимальным распределителем. В частности, член construct() минимального распределителя поддерживает семантику перемещения, которая может значительно повысить производительность. В большинстве случаев возможностей этого распределителя по умолчанию должно быть достаточно. В C++ 11 все типы и функции стандартной библиотеки, которые принимают параметр типа распределителя, поддерживают интерфейс минимального распределителя, включая std::function, shared_ptr, allocate_shared() и basic_string. Дополнительные сведения о распределителе по умолчанию см. в разделе allocator "Класс".

Написание собственного распределителя (C++ 11)

Распределитель по умолчанию использует методы new и delete для выделения и освобождения памяти. Если вы хотите использовать другой метод выделения памяти, например, при использовании общей памяти, необходимо создать собственный распределитель. Если вы используете C++ 11 и вам нужно написать новый пользовательский распределитель, сделайте его минимальным распределителем, если это возможно. Даже если вы уже реализовали распределитель старого стиля, рассмотрите возможность его преобразования в минимальный распределитель, чтобы воспользоваться преимуществами более эффективного метода construct(), который будет предоставлен автоматически.

Минимальный распределитель требует гораздо меньше шаблонов и позволяет сосредоточиться на allocate функциях-членах deallocate , которые выполняют всю работу. При создании минимального распределителя не реализуйте никакие другие элементы кроме тех, которые показаны в следующем примере.

1. Преобразующий конструктор копии (см. пример)

2. operator==

3. operator!=

4. allocate

5. deallocate

Член construct(), предоставляемый в C++ 11 по умолчанию, выполняет идеальную пересылку и обеспечивает семантику перемещения. Он гораздо более эффективен во многих случаях, чем старая версия.

Предупреждение

Во время компиляции стандартная библиотека C++ использует allocator_traits класс, чтобы определить, какие члены вы явно предоставили и предоставляет реализацию по умолчанию для всех элементов, которые отсутствуют. Не вмешивайтесь в этот механизм, предоставляя специализацию allocator_traits для распределителя!

Следующий пример демонстрирует минимальную реализацию распределителя, который использует malloc и free. Обратите внимание на использование нового типа исключения std::bad_array_new_length, которое возникает, если размер массива оказывается меньше нуля или больше, чем максимально допустимый размер.

#pragma once
#include <stdlib.h> //size_t, malloc, free
#include <new> // bad_alloc, bad_array_new_length
#include <memory>
template <class T>
struct Mallocator
{
    typedef T value_type;
    Mallocator() noexcept {} //default ctor not required by C++ Standard Library

    // A converting copy constructor:
    template<class U> Mallocator(const Mallocator<U>&) noexcept {}
    template<class U> bool operator==(const Mallocator<U>&) const noexcept
    {
        return true;
    }
    template<class U> bool operator!=(const Mallocator<U>&) const noexcept
    {
        return false;
    }
    T* allocate(const size_t n) const;
    void deallocate(T* const p, size_t) const noexcept;
};

template <class T>
T* Mallocator<T>::allocate(const size_t n) const
{
    if (n == 0)
    {
        return nullptr;
    }
    if (n > static_cast<size_t>(-1) / sizeof(T))
    {
        throw std::bad_array_new_length();
    }
    void* const pv = malloc(n * sizeof(T));
    if (!pv) { throw std::bad_alloc(); }
    return static_cast<T*>(pv);
}

template<class T>
void Mallocator<T>::deallocate(T * const p, size_t) const noexcept
{
    free(p);
}

Написание собственного распределителя (C++ 03)

В C++03 все распределители, используемые с контейнерами стандартной библиотеки C++, должны реализовывать следующие определения типа:

const_pointer
const_reference

difference_type
pointer

rebind
reference

size_type
value_type

Кроме того, все распределители, используемые с контейнерами стандартной библиотеки C++, должны реализовывать следующие методы:

Конструктор
Конструктор копии
Деструктор

address
allocate
construct

deallocate
destroy
max_size

operator!=
operator==

Дополнительные сведения об этих определениях и методах типов см. в разделе allocator "Класс".

См. также

Справочник по стандартной библиотеке C++