allocator類編程實驗

• • 基本知識
  • • allocator
    • uninitialized_copy、uninitialized_fill等函數
    • 示例程序
  • 示例代碼
  • • usealloc.cpp
    • usealloc2.cpp

本文是本人大一期間在校學習C++課程時所撰寫的實驗報告的摘錄，由于剛上大學，剛接觸計算機編程方面的相關知識，故可能會有很多不足甚至錯誤的地方，還請各位看官指出及糾正。
本文所涉及到的“教材”指：
電子工業出版社《C++ Primary中文版（第5版）》
如需轉載或引用請標明出處。

基本知識

allocator

當分配一大塊內存時，我們通常計劃在這塊內存上按需構造對象。在此情況下，我們只在真正需要時才執行對象的構建操作。

標準庫類型allocator可以幫助我們將內存分配和對象構造分離開來，它分配的內存是原始的、未構造的，它定義在頭文件memory中。下面是allocator的一些相關操作：

allocator<T> a //定義一個名為a的allocator對象，可以為類型為T的對象分配內存 a.allocate (n) //分配一段原始的、未構造的內存，保存n個類型為T的對象 a.destroy (p) //p為T*類型的指針， 對p指向的對象執行相應的析構函數 a.deallocate (p, n) //釋放從T*指針p中地址開始的內存，其中n必須是p創建時的大小。在調用該函數前，必須對該內存中的每個對象調用destroy a.construct (p, args) //T*指針指向一塊原始內存，arg被傳遞給類型為T的構造函數，在p所指內存中構造對象

定義一個allocator時必須指明其可以分配的對象類型。當一個allocator對象分配內存時，它會根據給定的對象類型來確定恰當的內存大小和對其位置：

allocator<string> alloc; //alloc可以分配string string *p = alloc.allocate(n); //分配n個未初始化的string

allocator分配的內存是未構造的，我們按需在此內存中構造對象。construct成員函數接受一個指針和零個或多個額外參數，在給定位置構造一個元素。額外參數用來初始化構造的對象。例如：

alloc.construct(q++); //*q為空字符串 alloc.construct(q++, 3, 'c'); //*q為ccc alloc.construct(q++, "hi") //*q為hi

在我們用完對象后，必須對每個構造的對象調用destroy來銷毀它們。一旦元素被銷毀后，就可以重新使用這部分內存來保存其他string，也可以將其歸還給系統。釋放內存通過調用deallocate來完成。其中的指針參數必須指向allocate分配的內存，而且傳遞給deallocate的大小參數也必須和調用allocated分配內存時提供的大小參數具有一樣的值。

uninitialized_copy、uninitialized_fill等函數

標準庫還為allocator類定義了兩個伴隨算法，可以在未初始化內存中創建對象，這些函數定義在memory頭文件中，描述如下：

uninitialized_copy (b, e, b2) //從迭代器b和e指定的范圍中拷貝元素到迭代器b2指定的未構造的原始內存中 uninitialized_copy_n (b, n, b2) //從迭代器b指定的位置開始，拷貝n個元素到b2開始的內存中 uninitialized_fill (b, e, t) //從迭代器b和e指定的原始內存范圍中創建對象，對象的值均為t的拷貝 uninitialized_fill_n (b, n, t) //從迭代器b指定的位置開始創建n個對象，對象的值均為t的拷貝

uninitialized_copy接受三個迭代器參數。前兩個表示輸入序列，第三個表示這些元素要拷貝到的目的空間。傳遞給uninitialized_copy的目的位置迭代器必須指向未構造的內存。返回遞增后的目的位置迭代器，因此，一次uninitialized_copy調用會返回一個指針，指向最后構造的元素之后的位置。
uninitialized_fill則更像是填充函數。
這些函數的目標地址都必須足夠大，能容納要創建或拷貝的對象。

示例程序

usealloc.cpp主要展示了allocator的相關用法及使用數組和allocator的區別，usealloc2.cpp主要展示了使用uninitialized_copy和uninitialized_fill使用方法。

示例代碼

usealloc.cpp

#include <string> using std::string; #include <memory> //使用allocator using std::allocator;#include <cstddef> //使用size_t using std::size_t; #include <iostream> using std::cout; using std::endl; #include <fstream> //使用文件流 using std::ifstream;int main() {const size_t n = 100;allocator<string> alloc; //alloc是一個可以分配string的對象string *p = alloc.allocate(n); //p指向alloc分配的n個沒有初始化的的string的內存空間的開始string *q = p; //q指向最后構造的元素之后的位置alloc.construct(q++, string()); //在q指向的位置（即p）處，初始化一個空string，再遞增q的位置cout << *(q - 1) << endl; //輸出上面的stringalloc.construct(q++, string(10, 'c')); //初始化下一個string，由十個‘c’組成cout << *(q - 1) << endl; //輸出上面的stringalloc.construct(q++, string("hi")); //初始化下一個string，是“hi”cout << *(q - 1) << endl; //輸出上面的string cout << *p << endl; //因為p指向第一個字符串的位置，所以可以解引用輸出while (q != p) //析構上述初始化的stringalloc.destroy(--q); //因為q指向尾后，所以先遞減q，再對其指向的string執行對應的析構函數alloc.deallocate(p, n); //回收之前分配的空間p = alloc.allocate(n); //重新分配n個沒有初始化的的string的內存空間string s; //s用于臨時存儲讀入q = p; //q指向上面分配空間的第一個stringifstream in("data/storyDataFile"); //聲明一個文件輸入流in，讀取目錄下data/storyDataFile的內容while (in >> s && q != p + n)alloc.construct(q++, s); //當有讀入一個string時才初始化一個stringsize_t size = q - p; //指示有多少個string初始化cout << "read " << size << " strings" << endl;for (q = p + size - 1; q != p; --q)alloc.destroy(q); //析構每一個已初始化的stringalloc.deallocate(p, n); //回收之前分配的空間//使用數組代替上面的實現in.close(); //關閉文件輸入流inin.open("data/storyDataFile"); //重新打開文件輸入流inp = new string[n]; //初始化n個string，構成數組，p指向第一個的位置q = p;while (in >> s && q != p + n)*q++ = s; //對q指向的string重新賦值size = q - p; //指示有多少個string被重新賦值cout << "read " << size << " strings" << endl;delete[] p; //用delete[]釋放數組system("pause");return 0; }

運行結果：
創建data/storyDataFile文件：

運行程序，結果如下：

說明in文件讀入流以任意空白作為是否讀取一個string的判斷依據。

usealloc2.cpp

#include <cstddef> using std::size_t;#include <string> using std::string; #include <vector> using std::vector; #include <memory> //使用allocator、uninitialized_copy等 using std::uninitialized_copy; using std::allocator; using std::uninitialized_fill_n;#include <iostream> using std::cout; using std::endl;int main() {int temp[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};vector<int> vi(temp, temp + sizeof(temp)/sizeof(*temp));allocator<int> alloc;int *p = alloc.allocate(vi.size() * 2); //alloc所占有的空間是vi的兩倍，其被p指向int *q = uninitialized_copy(vi.begin(), vi.end(), p); //將vi中的元素都拷貝到alloc中，q指向尾后元素 uninitialized_fill_n(q, vi.size(), 42); //將剩下的空間都初始化為42for (size_t i = 0; i != vi.size(); ++i) //輸出前一半元素cout << *(p + i) << " ";cout << endl;for (size_t i = 0; i != vi.size(); ++i) //輸出后一半元素cout << *(q + i) << " ";cout << endl;alloc.deallocate(p, vi.size() * 2);system("pause");return 0; }

運行結果：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的allocator类编程实验的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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