C++ STL源码剖析与泛型编程（侯捷） （二） 分配器、List、迭代器

一. 分配器 allocators

1. operator new() 和 malloc()

所有C++平台上的分配动作，最后都会调用 malloc()，销毁都会用 free()，然后根据在不同的系统(win linux unix)下去调用不同的 API 实现内存的索取。

malloc()实际分配的空间内存大小会比要求的大，会加上 cookies (记录了本次申请的模块大小) 等 额外开销，并考虑 alignment 内存对齐（详细的分配细节会在内存管理中详述）。
allocator 只是以 ::operator new() 申请内存，每次申请的内存很小时，额外开销( malloc 造成 )占用的比例就很大。

上例中 allocator() 类名后面直接加一个空的圆括号，会形成一个没有名称的临时对象。归还时要告诉还多大，需要记多少字节。

VC6，BC5，GCC2.9都是以::operator new和::operator delete完成allocate()和deallocate()，没有任何特殊设计。

VC 与 GCC 4.9 编译器中：

    allocator 的操作都是通过调用 C 中的 malloc() 和 free() 来实现的，因此会带来大量的额外开销。
    allocator 的接口调用类方法会遇到很多问题，free 时不知道内存大小，但是通过对象调用的方案则不会遇到问题。

G2.9的特有的分配器alloc不要cookie，尽量少用malloc。 通过一个链表组 free list，表示其下挂的不同大小的内存元素（8,16,24......），只有每个链表组下申请的一大块内存会有 cookies 冗余，其内部的内存被分为相等的小块存储内容，以指针连接起来，小块就不再有冗余的问题。

GCC 4.9 中的 __pool_alloc 就是2.9中的 alloc。使用例：vector> vec;

二.容器

不同容器之间的关联性：

早期的STL容器之中有只有“包含”关系，没有继承。

2.1   容器List

需要定义iterator提供必不可少的5个associated types和一大堆的operator。

 

1.List 本身只包含一个 _list_node* 4字节的指针。
2.List 中只是 typedef 了 iterator 的类型，使用时要单独声明，例：list::iterator ite;（由于它要完成很多功能，因此写成了一个类来完成一系列操作）
3.List 的尾节点为空，由 iterator.end() 指出。所有的容器的 iterator 都会设计成一个 class 以满足 ++ 指向下一个元素等智能类指针操作

a.在遇到*之前已经有了tmp，调用了拷贝构造器，也就将this作为__list_iterator的参数传进了，也就不会唤起operator*了。

b.操作符重载仿照整数运算的形式，因为整数运算不能有 (i++)++，所以迭代器的 前++ 函数 返回类型为 引用，后++ 函数 返回类型为 类型。

ite->method()=Foo::method()=(*ite).method()=(&(*ite))->method()。

三  iterator需要遵循的原则（特性traits）

1.iterator_category()迭代器分类，比如可否加减，可否++或者--；

2.difference_type距离   两个iterator之间的距离应该用什么type来表现，即difference_type。比如二者差距是无符号数

3.value_type

4.引用类型   5.指针类型

所以iterator必须提供5种associated types：

那如果传给算法一个指针呢？算法没法获取上面5个信息，因此，定义一个traits。

由traits来区分它所得到的iterator是类迭代器还是native pointer to T。然而指针的associated type其实很直观。因此加一个中介层——萃取机。 作为一种偏特化即可，如