C++/STL源码剖析之空间分配器_分配空间malloc

C++ 标准模板库（STL）中的空间分配器是用于管理动态分配内存的抽象类。它提供了一种通用的机制，用于在 STL 容器中分配和释放内存。空间分配器的主要目标是提供一种可定制的内存管理策略，以适应不同的需求。

例如，可以实现自定义的分配器来优化内存使用、支持特定的内存池或提供垃圾回收功能。在 STL 中，有两个预定义的空间分配器：std::allocator和std::allocator_traits。

std::allocator是一个通用的分配器类，它提供了最基本的内存分配和释放功能。它使用 C++ 的new和delete操作符来分配和释放内存。

std::allocator_traits是一个模板类，它提供了一些类型特质和函数，用于操作不同类型的分配器。它定义了一些常用的操作，如分配内存、释放内存、重分配内存等。

如果需要使用自定义的空间分配器，可以从std::allocator派生一个类，并实现所需的分配和释放函数。然后，可以将自定义分配器与 STL 容器一起使用，通过模板参数传递给容器。

下面是个demo

#include 
#include 

// 自定义分配器类
template 
class CustomAllocator : public std::allocator  {
public:
    template 
    struct rebind {
        typedef CustomAllocator other;
    };
public:
    // 分配内存的函数
    void* allocate(size_t bytes) {
        std::cout << "CustomAllocator::allocate()" << std::endl;
        return std::malloc(bytes);
    }

    // 释放内存的函数
    void deallocate(void* ptr, size_t bytes) {
        std::cout << "CustomAllocator::deallocate()" << std::endl;
        std::free(ptr);
    }
};
int main() {
    std::vector> vec;

    // 向向量中添加元素
    vec.push_back(10);
    vec.push_back(20);
    vec.push_back(30);

    // 打印向量的元素
    for (int i : vec) {
        std::cout << i << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

g++ -o allocatorTest -g allocatorTest.cpp -fpermissive
./allocatorTest
输出
CustomAllocator::allocate()
CustomAllocator::allocate()
CustomAllocator::deallocate()
CustomAllocator::allocate()
CustomAllocator::deallocate()
10 20 30 
CustomAllocator::deallocate()

在上述示例中，我们定义了一个自定义的分配器类CustomAllocator，并实现了allocate和deallocate函数来管理内存分配和释放。然后，我们使用这个自定义分配器来实例化一个std::vector> vec类型的向量。这样，在向量的操作中，如push_back，会使用自定义的分配器来分配内存。在程序结束时，自定义分配器会释放所有分配的内存。使用自定义空间分配器可以根据具体的需求来优化内存管理，例如实现特定的内存池、支持垃圾回收等。但请注意，自定义分配器需要谨慎设计和实现，以确保正确性和效率。