在std::allocator重新绑定时转移对象所有权

Question

我有一个Visual Studio 2008 C++应用程序，我正在实现替换容器中使用的标准分配器（如std::vector）的功能。但是，我遇到了一个问题。我的实现依赖于分配器拥有资源句柄的所有权。在使用rebind特性的情况下，我需要将句柄的所有权转移给新的分配器。类似这样：

template< class T >
class MyAllocator
{
public:
    template< class U >
    explicit MyAllocator( const MyAllocator< U >& other ) throw() 
        :  h_( other.Detach() ) // can't do this to a `const`
    {
    };

    // ...

private:
    HANDLE Detach()
    {
        HANDLE h = h_;
        h_ = NULL;
        return h;
    };

    HANDLE h_;
}; // class MyAllocator

很遗憾，我无法释放旧分配器的句柄所有权，因为它是const。如果我从重新绑定构造函数中删除const，那么容器将不会接受它。

error C2558: class 'MyAllocator<T>' : no copy constructor available or copy constructor is declared 'explicit'

有没有好的方法解决这个问题？

- PaulH

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分配器不需要有状态吗？？ 我记得Matt Austern在某个地方写了一篇经典的文章，但我现在找不到它…… - sbi

这是文章链接：http://drdobbs.com/cpp/184403759。从快速浏览此讨论来看，似乎支持有状态分配器，尽管以前支持的 std lib 实现曾经是一个问题。 - sbi

@sbi - 感谢您的文章和讨论。我想问一个关于如何处理std::swap的后续问题。 - PaulH

Answer 1

虽然我对分配器不太了解（从未需要过），但你的复制构造函数采用const引用，因此承诺不更改other对象，但是你仍然试图更改它。尽管有些类是设计成这样的（std::auto_ptr），但这似乎有问题。

从句法上讲，你可以始终声明h_为mutable，并将Detach()作为一个const成员函数，但在使用大刀砍伐语法丛林之前，我会严肃质疑这种设置的语义。

- sbi

Answer 2

如果你将h_声明为mutable，会发生什么？

- Aaron Klotz

Answer 3

你可以通过增加一个额外的间接层来解决这个问题，但这并不是一个理想的解决方案。基本上，你的分配器会有一个指向句柄的指针，该句柄将在构造函数/析构函数中进行分配/释放。它所指向的句柄将始终是非const的，因此你可以将句柄从一个分配器“移动”到另一个分配器。但这确实会给分配器增加一些开销。

我不知道你的具体情况，但似乎应该仔细考虑非平凡可复制的有状态分配器的所有影响。是否有其他方法可以简化其设计，使其不具有仅限移动的句柄？

- Mark B

Answer 4

您无法转移所有权，因为即使在单个容器中，分配器可能会被复制和重新绑定多次，并且生成的实例同时使用。

您需要共享该资源。可以创建一个带有引用计数的资源间接方式。例如：

class SharedHandle {
    HANDLE h_;
    int count;
    SharedHandle(HANDLE h) : h_(h), count(1) {}
    ~SharedHandle() { CloseHandle(h_); } // or whatever to release the resource.
    SharedHandle *Ref() { ++count; return this; }
    void Unref() { if(!--count) delete this; }
}

然后：

explicit MyAllocator( const MyAllocator< U >& other ) throw() 
:  h_( other.h_->Ref() )

除了像hash_map/unordered_map这样自然需要分配异构块的容器之外，微软的容器实现还会分配各种奇怪的东西。当我跟踪一个Windows应用程序中的分配时，发现有许多来自STL内部某处的奇怪大小的分配。

- Jan Hudec