Question

C ++ 11标准在“一般容器要求”中有以下几行。

（23.2.1 - 3）

对于受本子条款影响且声明allocator_type的组件，存储在这些组件中的对象应使用allocator_traits :: construct函数构造，并使用allocator_traits :: destroy函数（20.6.8.2）进行销毁。这些函数仅针对容器的元素类型调用，不针对容器使用的内部类型

（23.2.1 - 7）

除非另有说明，否则此子句中定义的所有容器都使用分配器获取内存

是否真的，容器使用的所有内存是由指定的分配器分配的？因为标准说内部类型不是用allocator_traits :: construct构造的，所以应该对operator new进行某种调用。但是标准也说这个子句中定义的所有容器都使用分配器来获取内存，在我看来这意味着它不能是普通的新运算符，它必须是放置新的运算符。我是对的吗？

让我举例说明为什么这很重要。

假设我们有一个类，它包含一些已分配的内存：

#include <unordered_map>
#include <iostream>
#include <cstdint>
#include <limits>
#include <memory>
#include <new>

class Arena
{
public:
        Arena(std::size_t size)
        {
                size_     = size;
                location_ = 0;

                data_ = nullptr;
                if(size_ > 0)
                        data_ = new(std::nothrow) uint8_t[size_];
        }
        Arena(const Arena& other) = delete;
        ~Arena()
        {
                if(data_ != nullptr)
                        delete[] data_;
        }
        Arena& operator =(const Arena& arena) = delete;

        uint8_t* allocate(std::size_t size)
        {
                if(data_ == nullptr)
                        throw std::bad_alloc();

                if((location_ + size) >= size_)
                        throw std::bad_alloc();

                uint8_t* result = &data_[location_];
                location_ += size;
                return result;
        }

        void clear()
        {
                location_ = 0;
        }

        std::size_t getNumBytesUsed() const
        {
                return location_;
        }

private:
        uint8_t* data_;
        std::size_t location_, size_;

};

我们还有自定义分配器：

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

        typedef T*       pointer;
        typedef const T* const_pointer;

        typedef T&       reference;
        typedef const T& const_reference;

        typedef std::size_t    size_type;
        typedef std::ptrdiff_t difference_type;

        template <class U> class rebind
        {
        public:
                typedef FastAllocator<U> other;

        };

        Arena* arena;

        FastAllocator(Arena& arena_): arena(&arena_) {}
        FastAllocator(const FastAllocator& other): arena(other.arena) {}
        template <class U> FastAllocator(const FastAllocator<U>& other): arena(other.arena) {}

        //------------------------------------------------------------------------------------
        pointer allocate(size_type n, std::allocator<void>::const_pointer)
        {
                return allocate(n);
        }
        pointer allocate(size_type n)
        {
                return reinterpret_cast<pointer>(arena->allocate(n * sizeof(T)));
        }

        //------------------------------------------------------------------------------------
        void deallocate(pointer, size_type) {}

        //------------------------------------------------------------------------------------
        size_type max_size() const
        {
                return std::numeric_limits<size_type>::max();
        }

        //------------------------------------------------------------------------------------
        void construct(pointer p, const_reference val)
        {
                ::new(static_cast<void*>(p)) T(val);
        }
        template <class U> void destroy(U* p)
        {
                p->~U();
        }

};

这就是我们使用它的方式：

typedef std::unordered_map<uint32_t, uint32_t, std::hash<uint32_t>, std::equal_to<uint32_t>,
                           FastAllocator<std::pair<uint32_t, uint32_t>>> FastUnorderedMap;

int main()
{
        // Allocate memory in arena
        Arena arena(1024 * 1024 * 50);
        FastAllocator<uint32_t> allocator(arena);
        FastAllocator<std::pair<uint32_t, uint32_t>> pairAllocator(arena);
        FastAllocator<FastUnorderedMap> unorderedMapAllocator(arena);

        FastUnorderedMap* fastUnorderedMap = nullptr;

        try
        {
                // allocate memory for unordered map
                fastUnorderedMap = unorderedMapAllocator.allocate(1);

                // construct unordered map
                fastUnorderedMap =
                        new(reinterpret_cast<void*>(fastUnorderedMap)) FastUnorderedMap
                        (
                                0,
                                std::hash<uint32_t>(),
                                std::equal_to<uint32_t>(),
                                pairAllocator
                        );

                // insert something
                for(uint32_t i = 0; i < 1000000; ++i)
                        fastUnorderedMap->insert(std::make_pair(i, i));
        }
        catch(std::bad_alloc badAlloc)
        {
                std::cout << "--- BAD ALLOC HAPPENED DURING FAST UNORDERED MAP INSERTION ---" << std::endl;
        }

        // no destructor of unordered map is called!!!!
        return 0;
}

正如您所看到的，unordered_map的析构函数永远不会被调用，但是在破坏竞技场对象期间会释放内存。会有任何内存泄漏吗？为什么？

我真的很感激这个主题的任何帮助。

Answer 1

分配器应该提供4个功能（这里感兴趣）：

2用于内存管理：allocate / deallocate
2用于对象生命周期管理：construct / destroy

报价中的这些功能仅适用于construct和destroy（前一句中提及），而不适用于allocate / { {1}}，因此没有矛盾。

现在，关于内存泄漏，竞技场分配器不仅应该使用竞技场分配器（容器保证）构建容器中的对象，而且所有内存这些对象分配应该也可以从这个分配器获得;不幸的是，这会变得稍微复杂一些。

容器使用的内部类型的内存分配

1 个答案: