如何完全管理像map这样的std容器的堆内存分配？

Question

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我对使用多个std map<int,int> 很感兴趣，并且我希望它们都可以从一个公共的内存池中分配元素。目前为止，根据我的阅读，我可以使用诸如Boost pool_alloc之类的自定义分配器来实现这一点。

我的问题是，尽管使用类似于Boost pool_alloc这样的工具来管理元素本身的分配，std map是否仍然会使用一些堆内存作为某种容器开销，而这些内存不会由boost pool_alloc进行管理？我在考虑与std map本身的使用相关的元素指针等问题。

- polemic

你是在问包含指针的容器吗？抱歉问了这个问题，但我还没有理解到... - Stefan

@Stefan：不是包含指针的容器。考虑到自定义分配器将负责元素本身的分配，我想知道std::map所有容器内存开销是否也由自定义分配器覆盖。希望这能澄清我的问题。 - polemic

明白了。不行。具体的分配器负责为特定元素在堆上分配空间，而不是容器本身。如果您想改变这一点，您需要为您的特定容器重载operator new/delete。 - Stefan

1个回答

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原文链接

- PeterSW · Accepted Answer

简短版

一个地图类型，如：

typedef std::map<
    int,
    int,
    less<int>,
    boost::pool_allocator<pair<const int, int> >
    > 
    AMapType;

我会使用boost::pool_allocators来分配所需的所有内容。初始结构可能在堆栈上创建。然而，具体的结构和数量取决于实现。

重新绑定分配器

通过使用allocator::rebind，可以实现上述功能。

所有符合std::allocator标准的分配器（如boost::pool_allocator）都提供了一个重新绑定模板结构，形式为：

template<class U> struct rebind{
   typedef AllocatorType<U> other;
};

这可以用于获取不同类型的相同类型的分配器：

typedef AllocatorOfOther AllocatorType::rebind<ADifferentType>::other;

gcc std::map内部结构

g++的std::map实现（我检查了4.7.3和4.1.1）完全由单个节点类型构建。这包括键值对以及rbTree结构所需的指针和颜色位。为了分配这些，它定义了一个Node分配器，使用用户提供的分配器中的rebind结构。这用于随着地图增长进行的所有分配。每个新节点都在单个分配中分配。

标准

我查阅了C++11标准，但没有找到任何规定如何分配此类结构的内容。要么我没有找到正确的部分，要么它没有被指定。不过，不使用用户给定的分配器似乎有点毫无意义。