关于Hinnant的堆栈分配器的问题

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我一直在使用Howard Hinnant的stack allocator,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. 为什么使用全球运营商newdeleteallocate()deallocate()成员函数分别使用::operator new::operator delete。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有一个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. construct()成员函数将是完美转发的理想候选者(对于被调用的构造函数)。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?
c++ c++11 memory-alignment allocator exception-specification
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我一直在使用Howard Hinnant的stack allocator,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.为什么使用全球运营商newdeleteallocate()deallocate()成员函数分别使用::operator new::operator delete。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。如果你在提供allocator_traits的环境中运行,我会鼓励你从分配器中删除它们。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16字节而不是std::alignment_of<T>

std::alignment_of<T>可能会正常工作。那天我可能是偏执狂。

3.为什么构造函数和max_size有一个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装饰东西变得更加重要,尤其是特殊成员。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。

不要使用throw(type1, type2)。它已在C ++ 11中弃用。

当你真的想说时,请使用throw():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中也被弃用,但有一个替代品:noexcept

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

是。然而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分配器比C ++ 98/03分配器更容易构建。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;

您可以选择考虑使MyAllocator Swappable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stack allocator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,记录为here

short_allocatorstack allocator的不同之处在于“内部”缓冲区不再是分配器的内部,而是现在是一个单独的“竞技场”对象,可以位于本地堆栈上,或者给定线程或静态存储持续时间。 arena虽然不是线程安全的,但请注意这一点。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)。

这符合,因为分配器的副本都指向相同的外部arena。请注意,N的单位现在是字节,而不是T的数量。

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。

对于新的short_allocator,这个问题的答案保持不变。

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