2.1 空间配置器（allocator）

　　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

// filename : qyalloc.h
#ifndef __QYALLOC__
#define __QYALLOC__

// 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。
// 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。
#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; }
#include <cstddef>      // for ptrdiff_t, size_t
#include <cstdlib>      // for exit()
#include <climits>      // for UINT_MAX
#include <iostream>     // for cerr

namespace QY{
    // 分配空间（operator new）
    template <class T>
    inline T* _allocate(ptrdiff_t size, T*){
        std::set_new_handler(0);
        T *tmp = (T*)(::operator new((size_t)(size * sizeof(T))));
        if (tmp == 0)
        {
            std::cerr << "out of memory" << std::endl;
            exit(1);
        }
        return tmp;
    }
    
    // 回收空间（operator delete）
    template <class T>
    inline void _deallocate(T* buffer){
        ::operator delete(buffer);
    }
    
    // 在指定内存上构造一个对象（new(pMyClass)MyClass();）
    template <class T1, class T2>
    inline void _construct(T1* p, const T2& value){
        new(p) T1(value);       // 创建。placement new. 调用 ctor of T1, 即new(pMyClass)MyClass();
    }
    
    // 析构对象
    template<class T>
    inline void _destroy(T* ptr){
        ptr->~T();      
    }
    
    // 按allocator标准，定义结构
    template <class T>
    class allocator{
        public:
            typedef T           value_type;
            typedef T*          pointer;
            typedef const T*    const_pointer;
            typedef T&          reference;
            typedef const T&    const_reference;
            typedef size_t      size_type;
            typedef ptrdiff_t   difference_type;
            
            // 重新绑定分配器(rebind allocator of type U)
            template <class U>
            struct rebind
            {
                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){
                _deallocate(p);
            }
            
            void construct(pointer p, const T& value){
                _construct(p, value);
            }
            
            void destroy(pointer p){
                _destroy(p);
            }
            
            pointer address(reference x){
                return (pointer)&x;
            }
            
            const_pointer address(const_reference x){
                return (const_pointer)&x;
            }
            
            size_type max_size() const{
                return size_type(UINT_MAX / sizeof(T));
            }            
    };
}   // end of namespace QY

#endif  // __QYALLOC__

　　

　　1.3 使用这个allocator

#include "qyalloc.h"
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int ia[5] = {0, 1, 2, 3, 4};
    unsigned int i;
    
    vector<int, QY::allocator<int> > iv(ia, ia+5);
    for(i=0; i<iv.size(); i++)
        cout << iv[i] << ' ';
    cout << endl;   
    
    return 0; 
}

 

　　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()