关于Hinnant的堆栈分配器的问题

Question

我一直在使用Howard Hinnant的堆栈分配器,它就像一个魅力,但实现的一些细节对我来说有点不清楚.

1. 为什么全球运营商new和delete使用？的allocate()和deallocate()成员函数使用::operator new和::operator delete分别.同样,成员函数construct()使用全局布局new.为什么不允许任何用户定义的全局或类特定的重载？
2. 为什么对齐设置为硬编码16字节而不是std::alignment_of<T>？
3. 为什么构造函数和max_size有throw()异常规范？这不是劝阻(参见例如更有效的C++第14项)？在分配器中发生异常时,是否真的有必要终止和中止？这是否随新的C++ 11 noexcept关键字而改变？
4. 该construct()成员函数将是完美转发(在构造函数被调用)的理想选择.这是编写符合C++ 11标准的分配器的方法吗？
5. 还需要进行哪些其他更改才能使当前代码C++ 11符合要求？

Answer 1

我一直在使用Howard Hinnant的堆栈分配器,它就像一个魅力,但实现的一些细节对我来说有点不清楚.

很高兴它一直在为你工作.

1.为什么全球运营商new和delete使用？的allocate()和deallocate()成员函数使用::operator new和 ::operator delete分别.同样,成员函数 construct()使用全局布局new.为什么不允许任何用户定义的全局或类特定的重载？

没有特别的原因.随意以最适合您的方式修改此代码.这意味着更多的例子,它绝不是完美的.唯一的要求是allocator和deallocator提供正确对齐的内存,构造成员构造一个参数.

在C++ 11中,构造(和销毁)成员是可选的.如果您在供应的环境中运行,我建议您将它们从分配器中删除allocator_traits.要查明,只需删除它们,看看是否仍然可以编译.

2.为什么对齐设置为硬编码的16字节而不是std::alignment_of<T>？

std::alignment_of<T>可能会工作正常.那天我可能是偏执狂.

3.为什么建设者和max_size有throw()异常规范？这不是劝阻(参见例如更有效的C++第14项)？在分配器中发生异常时,是否真的有必要终止和中止？这是否随新的C++ 11 noexcept关键字而改变？

这些成员永远不会抛出.对于C++ 11,我应该将它们更新为noexcept.在C++ 11中,用noexcept特殊成员装饰东西变得更加重要.在C++ 11中,可以检测表达式是否为非.代码可以根据答案分支.已知为nothrow的代码更有可能导致通用代码分支到更有效的路径. std::move_if_noexcept是C++ 11中的典型示例.

不要永远使用throw(type1, type2).它已在C++ 11中弃用.

throw()当你真的想说时,请使用:这将永远不会抛出,如果我错了,终止程序,以便我可以调试它. throw()在C++ 11中也不推荐使用,但有一个替代品:noexcept.

4. construct()成员函数将是完美转发(对于被调用的构造函数)的理想候选者.这是编写符合C++ 11标准的分配器的方法吗？

是.但是allocator_traits会为你做.让它.std :: lib已经为你调试了那段代码.C++ 11容器将调用allocator_traits<YourAllocator>::construct(your_allocator, pointer, args...).如果你的allocator实现了这些函数,allocator_traits将调用你的实现,否则它会调用一个调试的,高效的默认实现.

5.使当前代码C++ 11符合要求还需要做哪些其他更改？

说实话,这个分配器实际上并不符合C++ 03或C++ 11.复制分配器时,原始副本和副本应该彼此相等.在这种设计中,这是不正确的.然而,这件事恰好恰好在许多情况下都有效.

如果要使其严格符合,则需要另一级别的间接,以便副本指向同一缓冲区.

除此之外,C++ 11个分配器是如此容易得多建设比C++ 98/03分配器.这是你必须做的最低限度:

template <class T>
class MyAllocator
{
public:
    typedef T value_type;

    MyAllocator() noexcept;  // only required if used
    MyAllocator(const MyAllocator&) noexcept;  // copies must be equal
    MyAllocator(MyAllocator&&) noexcept;  // not needed if copy ctor is good enough
    template <class U>
        MyAllocator(const MyAllocator<U>& u) noexcept;  // requires: *this == MyAllocator(u)

    value_type* allocate(std::size_t);
    void deallocate(value_type*, std::size_t) noexcept;
};

template <class T, class U>
bool operator==(const MyAllocator<T>&, const MyAllocator<U>&) noexcept;

template <class T, class U>
bool operator!=(const MyAllocator<T>&, const MyAllocator<U>&) noexcept;

您可以选择考虑生成MyAllocatorSwappable并将以下嵌套类型放在allocator中:

typedef std::true_type propagate_on_container_swap;

还有一些其他的旋钮,你可以调整C++ 11分配器.但所有的旋钮都有合理的默认值.

更新

上面我注意到我的堆栈分配器不符合,因为副本不相等.我决定将此分配器更新为符合标准的C++ 11分配器.新的分配器称为short_allocator,在此处记录.

所述short_allocator从不同堆分配器,所述"内部"缓冲器不再内部的分配器,但现在可以位于本地栈中,或给定的线程或静态存储持续时间的独立的"舞台"对象.该arena不是线程安全的,但这样注意这一点.如果你愿意,你可以使它成为线程安全的,但是收益递减(最终你将重新发明malloc).

这是符合要求的,因为分配器的副本都指向相同的外部arena.请注意,单位N现在是字节,而不是数字T.

可以通过添加C++ 98/03样板(typedef,构件成员,销毁成员等)将此C++ 11分配器转换为C++ 98/03分配器.这是一项繁琐而又直截了当的任务.

新short_allocator的这个问题的答案保持不变.