STL 简单 allocator 的实现

这一节用到的小知识：

1.ptrdirr_t：

ptrdiff_t是C/C++标准库中定义的一个与机器相关的数据类型。ptrdiff_t类型变量通常用来保存两个指针减法操作的结果。ptrdiff_t定义在stddef.h（cstddef）这个文件内。ptrdiff_t通常被定义为long int类型。

2.non-trivial constructor/destructor：

意思是“非默认构造函数/析构函数”，这里的non-trivial指不是编译器自动生成的（函数）维基百科

我认为trivial更深层次的含义是构造和析构的东西都是在栈上分配的，其内存可以被栈自动回收，所以SGI STL的空间配置器std::alloc在做destroy时会先判断析构对像是不是trivial，如果对象是trivial，证明对象的所有成员分配在栈上，那么为了节省效率，可以不调用析构函数，由栈来自动回收内存。如果对象是non-trivial则需要调用每个对象的析构函数，释放堆上分配的内存。

3.operator new()：

指对new的重载形式，它是一个函数，并不是运算符。对于operator new来说，分为全局重载和类重载，全局重载是void* ::operator new(size_t size)，在类中重载形式 void* A::operator new(size_t size)。还要注意的是这里的operator new()完成的操作一般只是分配内存，事实上系统默认的全局::operator new(size_t size)也只是调用malloc分配内存，并且返回一个void*指针。而构造函数的调用(如果需要)是在new运算符中完成的。

4.由第三点可知，在空间配置器的new操作分为两步：allocate()函数分配内存，construct()函数把分配的内存初始化为一个个的模板类对象。

侯捷老师的书中介绍了空间配置器基本的接口（p43~44）。以下是一个简单的空间配置器实现：

cghAlloc.h：

#ifndef _CGH_ALLOC
#define _CGH_ALLOC

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

namespace CGH
{
	template
	inline T* _allocate(ptrdiff_t size, T*)
	{
		set_new_handler(0);
		T* tmp = (T*)(::operator new((size_t)(size * sizeof(T)))); // size：待分配的元素量，sizeof(T)每个元素的大小
		if (tmp == 0)
		{
			cerr << "out of memory" << endl;
			exit(1);
		}
		return tmp;
	}

	template
	inline void _deallocate(T* buffer)
	{
		::operator delete(buffer);
	}

	template
	inline void _construct(T1* p, const T2& value)
	{
		new(p)T1(value); // 调用placement new，在指定的内存位置p处初始化T1对象，初始化T1对象时调用T1的复制构造函数
	}

	template
	inline void _destroy(T* ptr)
	{
		ptr->~T();
	}

	template
	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;

		template
		struct rebind
		{
			typedef allocator 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 const_address(const_reference x)
		{
			return (const_pointer)&x;
		}

		size_type max_size() const
		{
			return size_type(UINT_MAX / sizeof(T));
		}
	};
}

#endif

测试空间配置器

allocator.cpp：

// allocator.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include "cghAlloc.h"
#include 
#include 
using namespace::std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int arr[5] = { 0, 1, 2, 3, 4 };
	//unsigned int i;
	CGH::allocator test;
	CGH::allocator test1;

	vector>iv(arr, arr + 5);
	for (int i = 0; i < iv.size(); i++){
		cout << iv[i] << ' ';
	}
	cout << endl;
	system("pause");
	return 0;
}