Question

我刚读过std::allocator。在我看来，使用它而不是使用new和delete会更复杂。

使用allocator我们必须显式分配堆内存，构造它，销毁它，然后最终释放内存。那它为什么会被创造出来？

在哪些情况下可以使用它，何时应该使用而不是new和delete？

Answer 1

在我看来，使用它而不是使用new和delete会更复杂。

是的，但并不是要取代new和delete，它有不同的用途。

使用allocator，我们必须显式分配堆内存，构造它，销毁它，然后最终解除内存释放。

那为什么要创造？

因为有时您希望将分配和构造分成两个步骤（类似地将销毁和释放分成两个步骤）。如果您不想这样做，请不要使用分配器，而是使用new。

在哪些情况下可以使用它，何时应该使用而不是new和delete？

当您需要分配器的行为时，显然不是new和delete的行为！典型的情况是实现容器。

请考虑以下代码：

std::vector<X> v;
v.reserve(4);        // (1)
v.push_back( X{} );  // (2)
v.push_back( X{} );  // (3)
v.clear();           // (4)

这里第（1）行必须为四个对象分配足够的内存，但尚未构造它们。然后第（2）和（3）行必须将对象构造到已分配的内存中。然后第（4）行必须销毁这些对象，但不能解除内存的释放。最后，在向量的析构函数中，可以释放所有内存。

因此，向量不能仅使用new X()或delete &m_data[1]来创建和销毁对象，它必须与构造/销毁分开执行分配/释放。容器的allocator模板参数定义了应该用于（de）分配内存和构造/破坏对象的策略，允许容器对内存的使用进行自定义。默认策略为std::allocator类型。

因此，当需要分配器时（例如使用容器时）使用分配器，而当您不想提供自定义分配器并且只想要标准分配器时，则使用std::allocator。 / p>

您不能将分配器用作new和delete的替代品。

Answer 2

std::allocator是标准库容器的默认内存分配器，您可以替换自己的分配器。这允许您控制标准容器如何分配内存。但我不认为你的问题是std::allocator具体，而是分配内存的策略，然后在内存中构建对象，而不是使用new T[N]。

原因是new T[N]不允许您控制调用的构造函数。它迫使你同时构建所有对象。这对于std::vector来说是非常糟糕的，你只想偶尔分配。{/ p>

使用原始内存分配器，您可以分配一定量的内存，这决定了您的容量。然后，当用户向向量添加项目时（使用他们选择的构造函数），您可以在此内存中构造对象。

然后当你的内存不足时，你会分配更多，通常是两倍。如果std::vector使用new T[N]，则每次要添加或删除元素时都必须重新分配，这对性能来说太糟糕了。您还将被迫对所有对象使用默认构造函数，这会对std::vector可以容纳的对象类型施加不必要的限制。

Answer 3

分配器是STL中非常重要的概念。每个容器都能够将分配器作为参数。然后将使用此分配器执行分配，而不是标准分配器。

这很有用，例如用于在池中分配相同大小的对象，以提高性能，或者如果您的对象需要存在特殊的内存区域，则可能是必需的。

分配和构建的步骤是分开的，因为例如对于vector（std::vector::reserve），重要的是能够分配内存以供将来使用，但不能（还）在其中创建对象。

作为example，您可以将分配器编写为包含固定大小数组的类，并使用该数组为某个标准容器提供内存。然后，您可以在堆栈上拥有该类的实例，从而完全避免程序的某些部分的堆分配。

See more examples here in this SO post.

[...]什么时候应该使用[...]

当您有特定需求时，最重要的是在编写自己的通用容器时。

Answer 4

你的直觉是对的。在90％的情况下，使用new。但是，请注意结构，例如map数据结构。其默认模板参数之一是class Alloc = allocator<pair<const Key,T>，它定义了类如何创建事物的新实例并管理现有实例。通过这种方式，理论上您可以创建自己的分配器，然后将其用于现有数据结构。由于new和delete是函数而不是类，因此必须让std::allocator表示它们并使它们成为有效的模板参数。

Answer 5

创建std::allocator是为了让开发人员能够更好地控制内存的分配方式。在许多嵌入式系统中，存储器受到约束并且具有不同的类型。可能没有太大的数额。此外，希望最小化内存分配以避免碎片问题。

分配器还允许从不同的内存池进行分配。因此，例如，从小块内存池中分配小尺寸块将更有效。

Answer 6

这个STL成员的原因是让开发人员能够更好地控制内存。我的意思是，例如，new运算符本身并不仅仅是一个操作。最基本的是，它执行内存预留，然后用对象填充该空间。

虽然我不能在脑海中提出一个特定的，真实世界的案例场景，但你应该使用std::allocator，这样，或许，某个给定对象的破坏可能会影响内存中的其他对象。

让我们说，为了论证，你创建了某种向量，每个元素都与内存中的其他对象双链接，并且在删除所述向量时，你想要的是对象链接以删除引用它。

Answer 7

new和delete是在动态内存中创建对象并初始化它的直接方法。分配器更多，因为它们可以完全控制上述阶段。

使用allocator我们必须显式分配堆内存，构造它，摧毁它，然后最终解除记忆。

确实，分配器不应该被用于＆＃34;正常＆＃34;代码new和delete同样可以。考虑像std::map这样的类，通常实现为树：每当删除对象时，是否需要释放整个叶子？分配器允许您破坏该对象，但保留记忆，以便您不必再次要求它。

此外，如果您知道更多针对其控制的优化方法，则{@ 1}}和new无法对特定类型的分配器进行专门化。

Answer 8

您很困惑。 std::allocator呼叫/使用new和delete。它只是C ++内存层次结构中的另一个级别，用于满足C ++标准库的各种需求，尤其是容器，但也可以满足其他类型。 C ++库容器使用分配器自动管理所包含元素的内存。没有它，事情将变得更麻烦，因此将更难以使用。此外，分配器可用于执行不同的内存管理技术，例如堆栈分配，线性分配，堆分配，池分配等。

C ++内存“层次结构”

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|Applications   |
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      |
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|C++ library (std::allocator)|
|____________________________|
      |
______↓______________________________________________________________________________
|C++ primitives (new/delete, new[]/delete[], ::operator new()/::operator delete())  |
|___________________________________________________________________________________|
      |
______↓______
|malloc/free|
|___________|
      |
______↓______________
|OS APIs, syscalls  |
|___________________|

这是正常的调用流程，但是应用程序可以直接调用malloc / free，new / delete甚至OS API。您会看到所有内容都是抽象的。上面的层次抽象了一个更困难的性质，并将其包装在易于使用的程序包中。

在C ++中使用std :: allocator而不是new有什么好处？

8 个答案: