C++ Primer : 第十二章 : 动态内存之allocator类

标准库allocator类定义在头文件 <memory>中。它帮助我们将内存分配和构造分离开来，它分配的内存是原始的、未构造的。

类似vector，allocator也是一个模板类，我们在定义一个allocator类类型的时候需要制定它要分配内存的类型，它会根据给定的对象类型来确定恰当的内存大小和对齐位置：

allocator<string> alloc;
auto const p = alloc.allocate(n); // 分配n个未初始化的string

allocator类的操作：

allocator类及其算法

allocator<T> a	定义了一个名为a的allocator对象，可以为类型为T的对象分配内存
a.allocate(n)	分配一段原始的、未构造的内存，保存n个类型为T的对象
a.deallocate(p, n)	释放从T*指针p中地址开始的内存，这块内存保存了n个类型为T的对象；p必须是一个先前由allocate成员函数返回的指针，且n必须是创建时候的大小，在destroy之前，用户必须在这块内存上调用destroy函数
a.construct(p, args)	p必须是一个类型为T*的指针，只想一块原始内存，args被传递给类型为T的构造函数
a.destroy(p)	p为T*类型的指针，此算法对p执行析构函数

• allcator分配未构造的内存

allocator分配的内存是未构造的，construct成员函数接受一个指针和零个或多个额外参数，在给定的位置构造一个元素，额外的参数用来初始化对象。这些额外参数必须和类型相匹配的合法的初始化器。
为了使用allocate返回的内存，我们必须用construct构造对象。

auto q = p;
alloc.construct(q++); // *q为空字符串
alloc.construct(q++， 10， 'c'); // *q为cccccccccc
alloc.construct(q++， "hi"); // *q为hi

还未构造对象的情况下或者是使用原始内存是错误的：

cout << *p << endl; // 正确，使用string的输出运算符
cout << *q << endl; // 错误，q指向未构造的内存

在这些对象使用结束后，我们使用destroy来销毁这些元素：

while (q != p)
    alloc.destroy(--q);

元素被销毁后，如果需要将内存归还给系统，就需要调用deallocate函数：

alloc.deallocate(p, n);

传递给deallocate的指针不能为空，必须指向由allocate分配的内存，而且，n必须为allocate分配时的大小。

• 拷贝和填充未初始化内存的算法

标准库为allocator类定义了两个伴随算法，可以在未初始化内存中创建对象：

allocator的算法

uninitialized_copy(b, e, b2)	从迭代器b和3 指出的输入范围中拷贝元素到迭代器b2指定的未构造的原始内存中，b2指向的内存必须足够大，能容下输入序列中的元素的拷贝
uninitialized_copy_n(b, n, b2)	从迭代器b指向的元素开始，拷贝n个元素到b2开始的原始内存中
uninitialized_fill(b, e, t)	在迭代器b和e指定的原始内存范围中创建对象，值均为t的拷贝
uninitialized_fill_n(b, n, t)	从迭代器b指向的原始内存地址开始创建n个对象，b必须指向足够大的未构造的原始内存，能容纳给定数量的对象

这些函数在给定目的位置创建元素，而不是由系统分配内存给他们。

vector<int> vec{0, 1, 2, 3, 4, 5};
auto p = alloc.allocate(vec.size() * 2);
auto q = uninitialized_copy(vec.begin(), vec.end(), p);
 
uninitialize_fill_n(q, vec.size(), 42);

uninitialized_copy在给定位置构造元素，函数返回递增后的目的位置迭代器。因此，一个uninitialized_copy调用会返回一个指针，指向最后一个构造的元素之后的位置。