C++:allocator 学习整理

简介：allocator类是C++的一个模板，它提供类型化的内存分配以及对象的分配和撤销。
详介：allocator类定义在头文件memory中。它帮助我们将内存分配和对象构造分离开来。对于内存管理，我们大都习惯使用new 和 delete，毕竟这语句简单好记。而allocator类的用武之地体现在，你想更细致得去管理你的内存，减少浪费。下面举个例子。

#include 
using namespace std;
int main()
{
   //当我们想输入一些单词到一个string的数组
    int n = 1000;//因为不确定，就给多点
    string *p = new string[n];
    string *q = p;
    string word;
    while (cin >> word) {  //输入
        *p++ = word;
    }
    while (q != p) {       //输出
        cout << *q++ << " " << flush;
    }
    cout << endl;
    delete []p;
    q = nullptr;
    return 0;
}

new做的事情就是，把这1000个string先默认初始化。对于没有默认初始化对象的还不能用new，对需要用到的string对象，后面进行赋值相当于赋值了两次。
就比如来了10个客人，主人说要给他们倒饮料，但是不知道谁要喝什么。然后你就屁颠屁颠的拿出10个杯子，摆在他们面前，每个杯子底都先倒上牛奶，然后如果谁要茶就倒掉牛奶换成茶，要是果汁就倒掉牛奶换成果汁。
而allocator做的事情就是，我拿出10个杯子，然后摆他们面前，什么也不干，要喝什么就给倒什么，不说话的就什么也不干。
这里倒饮料的默认构造函数就是，倒牛奶。

allocator a; 定义名为a的allocator对象，可以分配内存或构造T类型的对象。
a.allocate(n); 分配原始的构造内存以保存T类型的n个对象.
a.deallocate( p, n ) 释放内存，在名为p的T指针中包含的地址处保存T类型的n个对象。
a.construct( p, t ) 在T指针p所指向的内存中构造一个新元素。运行T类型的复制构造函数用t初始化该对象
a.destroy(p) 运行T*指针p所指向的对象的析构函数

下面又要来例子了：

#include 
using namespace std;
int main()
{
    int n = 1000; //老样子给个大数
    allocator alloc; //拥有分配string内存能力的alloc
    auto const p = alloc.allocate(n); //分配n个未初始化的string
    auto q = p;
    //为string赋值
    alloc.construct(q++);           //*q为空
    alloc.construct(q++, 10, 'c');  //*q为cccccccccc
    alloc.construct(q++, "hi");     //*q为 hi
    //cout << *q-- << endl;        //q所指向的内存还未构造，会发生未知的行为
    while (q != p) {
        alloc.destroy(--q);        //要挨个摧毁元素
    }
    alloc.deallocate(p, n);       //摧毁内存空间
    return 0;
}

对于上面举的牛奶的例子，我感觉还是有一点点牵强。我再对比一下new 和 allocator。
new做的事情是，分配内存，然后去调用该对象的默认构造函数。
delete 做的事情就是先摧毁对象内容，再毁掉对象。
allocator对应的就是分配内存，construct是初始化对象
destroy对应的是摧毁对象内容，deallocator对应的就是毁掉对象。

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关于要理解为什么不去默认初始化能省内存和摧毁要分两步走。
我认为先要理解这个。
当我们去声明一个数组 int arr[5]，并初始化以后，我们可以发现，arr其实是一个地址，他指向元素的首元素。
(这是一个数组，里面的xxxx是地址)
[[xxxx]--------------->[0000000000···01] (一串二进制用来表示对应的数值 )
[xxxx]--------------->[0000000000···11] (一串二进制用来表示对应的数值 )
[xxxx]--------------->[000000000···011] (一串二进制用来表示对应的数值 )
[xxxx]--------------->[0000000000···10] (一串二进制用来表示对应的数值 )
[xxxx]]--------------->[0000000000···01] (一串二进制用来表示对应的数值 )
当我们要去初始化的时候，我们先弄出一个存放5个指针的内存空间这个时候里面并没有值，我们只是开辟一个[ ]这么大的空间，而里面对应的指针所指向的地址并没有构建，只是显示可用。就比如说我家住在某某山上面，然后把地址写在一张纸上（分配内存空间），这个是我的地址，而地址指向的地方确实什么都没有，可用。然后你说要给我一栋别墅（赋值），这个时候我就去这个地址上面夯哧夯哧得去盖别墅去。
当你要毁掉这片空间的时候，你不能只毁掉这张纸，你不能唯心的说纸不在了别墅就不在了，你得先去把别墅毁了(destroy)，然后再把我纸烧了（deallocate）。

写在最后，我在写的时候难免有些我理解不对的，或者哪里写错的，欢迎指正，一起学习。