将 STL 分配器与 STL 向量一起使用答案

【问题标题】：Using STL Allocator with STL Vectors将 STL 分配器与 STL 向量一起使用
【发布时间】：2011-01-08 00:47:14
【问题描述】：

这是基本问题。有一个我依赖的 API，其方法使用以下语法：

void foo_api (std::vector<type>& ref_to_my_populated_vector);

有问题的代码区域是性能密集型的，我想避免使用堆来分配内存。因此，我创建了一个自定义分配器，它为堆栈上的向量分配所需的内存。所以，我现在可以将向量定义为：

// Create the stack allocator, with room for 100 elements
my_stack_allocator<type, 100> my_allocator;

// Create the vector, specifying our stack allocator to use
std::vector<type, my_stack_allocator> my_vec(my_allocator);

这一切都很好。与标准向量相比，使用堆栈分配向量的性能测试显示性能大约快 4 倍。问题是，我不能调用 foo_api！所以...

foo_api(my_vec); // Results in an error due to incompatible types.
// Can't convert std::vector<type> to std::vector<type, allocator>

有解决办法吗？

【问题讨论】：

一般来说，在堆栈上分配数据没有安全和理智的方法。不要那样做，它迟早会坏掉的。简单地调用reserve() 来确保一次性分配内存怎么样？或者，如果您想要堆栈中的所有内容，请使用固定大小的数组
std::vector<type, my_stack_allocator> 应该是std::vector<type, my_stack_allocator<type, 100>，是吗？ typedef 在这里会有所帮助。
没错 GMan -- 抱歉 :-/ 它非常安全。事实上，它已经完成了：src.chromium.org/viewvc/chrome/trunk/src/base/stack_container.h
@Andrew：太糟糕了。因为如果你能做到template<typename Iter> void foo_api(Iter begin, Iter end); 它会很好而且通用，并且可以与任何容器一起使用。
或者template <typename Sequence> void foo_api(Sequence &ref);，这样就不用过多修改foo_api的代码了。这取决于它使用的向量的成员函数。 foo_api 可能添加/删除任意元素，在这种情况下，使用迭代器编写 API 的唯一方法是复制和修改。

标签： c++ oop stl memory-management visual-c++

【解决方案1】：

您必须按照函数的预期使用默认分配器。你有两种不同的类型，这是没有办法的。

只需在对向量进行操作之前调用 reserve 即可消除内存分配。

想想可能发生的坏事。该函数可能会获取您的向量并开始添加更多元素。很快，您可能会溢出已分配的堆栈空间；哎呀！

如果您真的关心性能，更好的方法是将operator new 和kin 替换为自定义内存管理器。我已经这样做了，分配可以大大改善。对我来说，分配大小为 512 或更小的大小大约是 4 次操作（移动几个指针）；我使用了池分配器）

【讨论】：

分配器的编写方式是，如果请求的内存多于堆栈上保留的内存，它将求助于堆。在我看来，STL 处理不了这种场景，实在是太可悲了。似乎如果分配器由几个函数指针和一段用户定义的数据组成，这种事情是可能的。
foo_api() 并不真正关心分配器。反正不是直接的。但是向量可以。您遇到的问题不是 STL 缺陷的证据（但它确实有这些缺陷），而是 foo_api() 的界面中的缺陷。
@Andrew：混合接口是毁灭性的！好分配器是类型的一部分。当填充向量时使用一个接口，然后函数使用单独的接口释放它时会发生什么？未定义的行为。 C++ 的方式是将容器与其算法分离；使用迭代器。
为什么要让世界上的每个向量都成为更大的函数指针，甚至可能更慢，以便像 foo_api 这样的坏接口可以支持像您的自定义分配器这样的不寻常用例？ foo_api 坚持认为输入必须是使用默认分配器的向量。如果 foo_api 想要支持其他向量，它可以通过作为模板并将分配器作为模板参数来实现。或者它可以使用 C++ 方式并采用迭代器参数，而不是任何类型的向量。它不希望你传递你想要传递给它的对象——这不是 STL 的缺陷。
@Andrew：“如果 API 的设计者按照您所描述的那样做，那么一切都会是模板！”呃，猜猜标准库和 boost 主要是什么......模板！泛型编程是实现泛型算法的最佳方式之一。您传递迭代器的方式与所有基于迭代器的算法的工作方式相同。它将采用 templated type 作为迭代器，不可能有类型不匹配。是的，函数指针不能内联，因此它们更慢。显然，现在我们不同意更好这个词。动态内存来自堆；那是new 和delete。