替换默认的 STL 分配器

Question

我有一个大量使用 STL 容器和字符串的大型（>250 个文件）库的源代码。我需要在有限堆的嵌入式环境中运行它，所以我想确保这个库本身的堆使用受到限制。

显而易见的解决方案是创建一个分配器，但是修改整个代码库以包含分配器模板参数是最后的一项大工作，如果我想要获取新版本的源代码，这也是不可取的。全局替换 new 和 delete 是不可行的，因为这会影响整个图像，而不仅仅是这个库。

我的下一个想法是一个愚蠢的 C 宏技巧，但这似乎是不可能的，尽管我承认自己不是一个聪明的宏作者。

所以我想“是否有编译器或编译指示开关在编译时指定分配器 类”？但我愿意接受任何事情。

如果有人能提出解决方案，我要问的下一个问题是，如何在包含此库的文件集中对 new/delete 执行相同的操作。

我正在使用 gcc 3.4.4 工具链在 Cygwin 下运行它，目标是 VxWorks，如果这能激发任何想法的话。

Answer 1

我求助于预处理器来获得一个可能的解决方案，尽管它目前依赖于 GCC 3.4.4 实现来工作。

GCC <memory> 实现包括文件<bits/allocator.h>，该文件又包括另一个文件<bits/c++allocator.h>，该文件定义了一个宏，该宏定义了实现默认分配器基类的类。

由于在依赖于平台的路径中找到(/lib/gcc/i686-pc-cygwin/3.4.4/include/c++/i686-pc-cygwin/bits)，我不觉得（非常）用我自己的“依赖于平台”的实现来代替它。

所以我只需在源包含路径的根目录中创建一个文件夹bits/，然后在该文件夹中创建文件c++allocator.h。我将所需的宏定义为我的分配器类的名称，它就像一个魅力，因为 gcc 在搜索系统包含之前搜索我的包含路径。

感谢您的所有回复。我想我可以使用这个“解决方案”，只要我可能使用 3.4.4，它就会起作用。

Answer 2

您可以从使用 EASTL（Enterprise Arts STL（部分）实施）中受益

EASTL -- Electronic Arts Standard Template Library

这适用于嵌入式/游戏开发，在 global heap is really scarce, non-existent or problematic in general 的环境中。

EASTL 的分配器模型的灵感来自（或类似？）著名的 Towards a Better Allocator Model 出版物 (PDF) 中的想法。

EASTL 非常适合自定义分配器。 事实上，它不附带分配器，因此需要提供（最小的）分配器，甚至可以让您的应用程序链接。

这里是 EASTL 的 github 仓库：https://github.com/electronicarts/EASTL

Answer 3

所以我想“是否有编译器或编译指示开关来指定 allocator class at compile time”？但我愿意接受任何事情。

不，没有。

看看here。

分配器是每个 stl 容器中的模板参数。您将需要更改它们。我过去在嵌入式工作时也做过同样的事情。如果你愿意，我可以给你一些建议：

基本模板分配器：

namespace PFM_MEM {
    template <class T>
    class CTestInstAllocator {
    public:
        // type definitions
        typedef size_t    size_type;
        typedef ptrdiff_t difference_type;
        typedef T*        pointer;
        typedef const T*  const_pointer;
        typedef T&        reference;
        typedef const T&  const_reference;
        typedef T         value_type;

        // rebind CTestInstAllocator to type U
        template <class U>
        struct rebind {
            typedef CTestInstAllocator<U> other;
        };

        // return address of values
        pointer address (reference value) const {
            return &value;
        }
        const_pointer address (const_reference value) const {
            return &value;
        }

        /* constructors and destructor
        * - nothing to do because the CTestInstAllocator has no state
        */
        CTestInstAllocator() {
        }
        CTestInstAllocator(const CTestInstAllocator&) {
        }
        template <class U>
        CTestInstAllocator (const CTestInstAllocator<U>&) {
        }
        ~CTestInstAllocator() {
        }

        // return maximum number of elements that can be allocated
        size_type max_size () const {
            return std::numeric_limits<size_t>::max() / sizeof(T);
        }

        // pvAllocate but don't initialize num elements of type T by using our own memory manager
        pointer allocate (size_type num) {
            /**
            * pvAllocate memory custom memory allocation scheme
            */
            return(pointer)(CPfmTestInstMemManager::pvAllocate(num*sizeof(T)));
        }
        // initialize elements of allocated storage p with value value
        void construct (pointer p, const T& value) {
            // initialize memory with placement new
            new((void*)p)T(value);
        }

        // destroy elements of initialized storage p
        void destroy (pointer p) {
            // destroy objects by calling their destructor
            p->~T();
        }
        // vDeallocate storage p of deleted elements
        void deallocate (pointer p, size_type num) {
            /**
            *Deallocate memory with custom memory deallocation scheme
            */
            CPfmTestInstMemManager::vDeallocate((void*)p);
        }
    };

    // return that all specializations of this CTestInstAllocator are interchangeable
    template <class T1, class T2>
    bool operator== (const CTestInstAllocator<T1>&,
        const CTestInstAllocator<T2>&) {
            return true;
    }
    template <class T1, class T2>
    bool operator!= (const CTestInstAllocator<T1>&,
        const CTestInstAllocator<T2>&) {
            return false;
    }
}

请特别注意以下几行：

/**
* pvAllocate memory custom memory allocation scheme
*/
return(pointer)(CPfmTestInstMemManager::pvAllocate(num*sizeof(T)));

// vDeallocate storage p of deleted elements
void deallocate (pointer p, size_type num) {
/**
*Deallocate memory with custom memory deallocation scheme
*/
CPfmTestInstMemManager::vDeallocate((void*)p);

这里是你调用 你的 new 并删除在你的堆上工作的地方。

我可以为您提供一个示例，说明如何构建一些基本的内存管理器以进一步帮助您。