标准库设施中分配但不使用分配器的内容

Question

在C++标准库分配内存的大多数地方，用户都可以通过提供一个符合Allocator要求的类来自定义内存分配。例如，几乎所有容器都需要一个allocator模板参数，并且std::allocate_shared返回一个shared_ptr，其包含的元素和控制块都是通过提供的Allocator分配的。

然而，在一些可能分配内存但没有提供Allocator支持的地方，我能想到以下几个：

• std::make_unique()（没有对应的allocate_unique()）
• std::any
• std::function（C++17将删除allocator支持）
• std::valarray
• std::basic_filebuf（尽管std::basic_stringbuf使用了Allocator）
• std::inplace_merge()

问题：

• 我相信这个列表不完整，但是还有什么我错过了吗？
• 在非分配器类和函数中，它们是否指定使用全局 ::operator new、普通 new，还是内存来源未指定？
• 如果有人知道，为什么不在 any 中提供分配器支持，并将其从 function 中删除呢？

- Tristan Brindle

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这将是一个很长的列表... - T.C.

Answer 1

以下并未列出所有情况。

• <stdexcept> 中的所有内容需要分配内存来存储消息字符串。
• 标准池/单调内存资源类显然会分配内存，但是它们是从另一个内存资源而不是分配器中进行分配，因此严格来说符合您的描述。
• boyer_moore_searcher 和 boyer_moore_horspool_searcher。
• 多个 <algorithm> 算法尝试获取额外内存（例如，stable_partition、stable_sort），所有并行算法（无论头文件如何）都可能需要额外内存。
• 许多 filesystem 库中的内容：
  • path；内部曾经使用默认分配器，但最新草案似乎已将此要求删除，尽管它仍然是意图。
  • directory_iterator 和 recursive_directory_iterator。
  • 一些可以构造临时 path 的 filesystem 操作。
• basic_­regex。
• thread 和 async。
• packaged_task，在 C++17 中取消了对分配器的支持。
• promise 需要一个地方来存放共享状态。
• iostreams。
• 许多内容硬编码使用默认分配器：
  • error_code::message()、error_condition::message()、error_category::message()：这些返回一个 string，因此仅限默认分配器。
  • bitset 的流插入操作概念上使用默认分配器调用 to_string，尽管在实践中没有高质量的实现会这样做。

to_string和to_wstring这两个自由函数分别返回std::string/std::wstring，无法指定自己的分配器。显然，对于string的用户自定义字面量（例如"foo"s），也不支持自定义分配器。

<locale>中有几个方面具有成员函数，返回std::string或std::basic_string<charT>，即使用默认分配器（例如numpunct），或仅接受basic_string<charT>（例如money_get）。

<random>中的各种类型使用默认分配器的vector。

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如果有人知道，为什么不提供any的分配器支持，并将其从function中删除的原因是什么？

any的分配器支持是无法实现的。function的分配器支持规范不清，存在问题。

- T.C.

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我的天啊，这个答案太棒了。我原以为可能会有两三个我错过的项目，没想到清单这么长！非常感谢您花费心思编制它。 - Tristan Brindle

值得一提的是，不支持在std::any和std::function中使用分配器的论点实际上似乎是相同的：由于需要从类型擦除的上下文中恢复分配器，所以这是无法实现的。 - cmaster - reinstate monica