分配器——allocators
任何容器的构建都离不开分配器,分配器顾名思义就是分割配置内存资源的组件,分配器的效率直接影响力容器的效率。
operator new()和malloc()
C/C++底层都是通过malloc()调用系统的API来为程序申请内存。
每次申请内存时,malloc()函数实际上会多分配一些空间,这些空间并不能被程序实际使用(例上图分配的size内存上下即为没有被程序使用的overload部分的内存),malloc()申请的内存越大,overload占的比例越小,malloc()申请的内存越小,overload占的比例越大。
这是设计的原因是为了实现malloc的通用性而做的必要牺牲(即申请内存的随机性和大小的不确定性),由于在归还内存时仅仅提供一个指针,所以overload部分记录的是申请的区块内存大小,以便free的时候能够精确地回收内存。
VC6标准的容器默认都是使用allocater作为分配器
从下面的allocator的调用我们可以看出来,allocator实际上就是用operator new()来申请(即用malloc申请)内存
右边圆框圈起来的代码就是直接用allocator申请和释放内存的例程,他通过allocator<int>()产生了一个无名的临时对象,调用其内部的allocate方法申请512个int*类型的空间,然后在归内存时也相同用无名临时对象归还p指针所指的512大小的内存,由于其接口设计总要记住内存大小,所以使用较少。(话说用无名临时对象这种语法也不常见呢,尤其像这种显式的声明)
BC和GCC2.9中实现的allocator基本一致,但是在GCC2.9的代码注释中,它们有说明自己也没有使用自己的allocator,而是使用了SGI。
上面我们提到了,malloc申请内存的弊端,即overload的冗余过多,所以,在STL设计的时候使用的为alloc,这是一种针对STL专门的空间配置器。
由于容器中数据的规整性(例如一个容器确定了数据类型,则其在申请内存时就比较明确),所以alloc设计采用了16长的链表,第0条为8字节,第1条为16字节,第2条为24字节.....第15条为168字节,当容器需要内存时,就从链表中选择合适的一个给它。(虽然这个带内存的链表也是使用malloc申请的内存,但是它已经大大节省了overload,这就是内存池)
然而,在G4.9又使用了operator new的这种低效版本。