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在學(xué)習(xí)STL中containers會(huì)發(fā)現(xiàn)C++ STL里定義了很多的容器（containers），每一個(gè)容器的第二個(gè)模板參數(shù)都是allocator類型，而且默認(rèn)參數(shù)都是allocator。但是allocator到底是什么？有什么作用呢？

接下來(lái)就圍繞著是什么和有什么作用來(lái)展開(kāi)，其中最后補(bǔ)充一下如何去使用默認(rèn)的allocator。

由于本人學(xué)習(xí)尚淺，各種blog和msdn學(xué)習(xí)了幾天，依然還是不是特別理解。這是把自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行一次梳理和記錄。

What？

std::allocatortemplate <class T> class allocator;    // 默認(rèn)分配器

默認(rèn)分配器

所有的分配器都定義在 <memory> 頭文件中，被用于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的STL containers

如果標(biāo)準(zhǔn)容器中最后一個(gè)模板參數(shù)沒(méi)有指定，那么就是allocator默認(rèn)參數(shù)

 對(duì)分配或釋放存儲(chǔ)的成員函數(shù)的調(diào)用將發(fā)生在一個(gè)總的順序中，并且每個(gè)這樣的釋放將在下一個(gè)分配（如果有的話）之前發(fā)生。
 

 主要成員函數(shù)

• address
   
   函數(shù)原型：
   pointer address (reference x) const noexcept;
   
   const_pointer address ( const_referece x );
   
   //    reference => T& 　　       const_reference => const T&

　　返回x的地址

• allocate
   
   函數(shù)原型：
   pointer allocate(size_type n, allocator<void>::const_pointer hint = 0);
   //hint：0 or 通過(guò)另外一個(gè)allocate獲得的非零值且沒(méi)有使用deallocate釋放
   //當(dāng) hint != 0 時(shí)，這個(gè)值可以作為一個(gè)提示，通過(guò)分配接近指定的新存儲(chǔ)塊來(lái)提高性能。相鄰元素地址是一個(gè)不錯(cuò)的選擇
   pointer => T* const_pointer => const T* size_type => size_t
   
   分配存儲(chǔ)塊
   嘗試分配n個(gè)T類型的存儲(chǔ)空間，然后返回第一個(gè)元素的起始地址
   只是分配空間，不構(gòu)造對(duì)象
   
   在標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)allocator，存儲(chǔ)塊是使用 一次或多次 ::operator new 進(jìn)行分配，如果他不能分配請(qǐng)求的存儲(chǔ)空間，則拋出bad_alloc異常

• construct
  
   原型函數(shù)：
   template <class U, class... Args>
   void construct(U* p, Args&&... args);
  
   在p指向的位置構(gòu)建對(duì)象U，此時(shí)該函數(shù)不分配空間，pointer p是allocate分配后的起始地址
   constructor將其參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)構(gòu)造U類型的對(duì)象，相當(dāng)于 ::new ((void*) p) U(forward<Args> (args)...);

• deallocate
   
   原型函數(shù)：
   void deallocate(pointer p, size_t n);
   
   釋放先前allocate分配的且沒(méi)有被釋放的存儲(chǔ)空間
   
   p:指向以前使用allocator :: allocate分配的存儲(chǔ)塊的指針。
   n:在調(diào)用allocator :: allocate時(shí)為這個(gè)存儲(chǔ)塊分配的元素?cái)?shù)量。
   

   在默認(rèn)的allocator中，使用 ::operator delete進(jìn)行釋放

• destroy
   
   原型函數(shù)：
   template <class U>void destroy (U* p);
   
   銷毀p指向的對(duì)象，但是不會(huì)釋放空間，也就意味著，這段空間依然可以使用
   該函數(shù)使用U的析構(gòu)函數(shù)，就像使用下面的代碼一樣：P->?U();

• max_size
  
   原型函數(shù)：
   size_type max_size() const noexcept;
  
   返回最大可能分配的大小

How？

有關(guān)allocator的最重要的事實(shí)是它們只是為了一個(gè)目的：封裝STL容器在內(nèi)存管理上的低層細(xì)節(jié)。你不應(yīng)該在自己的代碼中直接調(diào)用 allocator 的成員函數(shù)，除非正在寫(xiě)一個(gè)自己的STL容器。你不應(yīng)該試圖使用allocator來(lái)實(shí)現(xiàn)operator new[]；這不是allocator該做的。 如果你不確定是否需要使用allocator，那就不要用。

基本上很少有人會(huì)自定義一個(gè)allocator。一來(lái)，默認(rèn)的allocator已經(jīng)夠用了；二來(lái)，確實(shí)不知道該怎么用。一般來(lái)說(shuō)，我們沒(méi)有必要重新定義一個(gè)allocator。自定義的方式主要是為了提高內(nèi)存分配相關(guān)操作的性能。而STL提供的方式性能已經(jīng)足夠好了。

使用默認(rèn)allocator

使用步驟：

由于allocator將內(nèi)存空間的分配和對(duì)象的構(gòu)建分離，故使用allocator分為以下幾步:

1. allocator與類綁定，因?yàn)閍llocator是一個(gè)泛型類
2. allocate()申請(qǐng)指定大小空間
3. construct()構(gòu)建對(duì)象，其參數(shù)為可變參數(shù)，所以可以選擇匹配的構(gòu)造函數(shù)
4. 使用，與其它指針使用無(wú)異
5. destroy()析構(gòu)對(duì)象，此時(shí)空間還是可以使用
6. deallocate()回收空間

請(qǐng)認(rèn)真遵守這個(gè)順序使用，不然會(huì)無(wú)法預(yù)料的異常

（ 下面該程序也可以解決無(wú)默認(rèn)參數(shù)來(lái)構(gòu)造對(duì)象數(shù)組的問(wèn)題）

//#include "CAnimal.h"#include <memory>#include <iostream>using namespace std;class Animal{public:#if 1        //即使為0，沒(méi)有默認(rèn)構(gòu)造也是可以，    Animal() : num(0)    {        cout << "Animal constructor default" << endl;    }#endif    Animal(int _num) : num(_num)    {        cout << "Animal constructor param" << endl;    }    ~Animal()    {        cout << "Animal destructor" << endl;    }    void show()    {        cout << this->num << endl;    }private:    int num;};int main(){    allocator<Animal> alloc;        //1.    Animal *a = alloc.allocate(5);    //2.    //3.    alloc.construct(a, 1);    alloc.construct(a + 1);    alloc.construct(a + 2, 3);    alloc.construct(a + 3);    alloc.construct(a + 4, 5);    //4.    a->show();    (a + 1)->show();    (a + 2)->show();    (a + 3)->show();    (a + 4)->show();    //5.    for (int i = 0; i < 5; i++)    {        alloc.destroy(a + i);    }    //對(duì)象銷毀之后還可以繼續(xù)構(gòu)建，因?yàn)闃?gòu)建和內(nèi)存的分配是分離的    //6.    alloc.deallocate(a, 5);    cin.get();    return 0;}

通過(guò)運(yùn)行結(jié)果可以看出，無(wú)論是否有默認(rèn)構(gòu)造，allocator會(huì)選擇出最匹配的構(gòu)造函數(shù)（重載）