設計一個小型的內存池以及鏈表

上一節擼到萬事俱備只欠真正的lex, 但是lex的作用是將源代碼轉化為Token流, 用什么保存Token? 這就涉及到我們要接觸的第一個數據結構—鏈表, 雖然標準庫中很多容器都可以承擔鏈表的任務, 但是我說過出于鍛煉原因, 我會盡量不使用stl中的容器, 所以我決定自己擼一個鏈表出來, 既然之后大多數的容器都要自己擼, 干脆連內存池也一并擼一個出來, 所以這一節的兩個目的就是 : 內存池以及基于這個內存池的鏈表.

我個人接觸內存池的時間不長, 準確的說我目前腦袋里面只有兩中內存池的思路, 一種是sgi stl內存池,我之前有一篇文章專門對這種內存池做過講解, 但是這里我會使用另外一種較為簡易的內存池模型, 因為我認為sgi stl準確來說可以支持頻繁地不同大小的內存分配, 而我這里會使用一種簡化的思路, 使之每一個內存池只支持單一大小的內存分配. 這種內存池也是從別人那里學過來的, 簡圖差不多是這樣.

然后源代碼差不多是這樣...

#ifndef FRED_MEMORYPOOL_H #define FRED_MEMORYPOOL_H#include <cstdio> #include <cstdlib> #include <vector>template <typename T, size_t NumberForOneNode = 32> class MemoryPool{ private:struct node{void* space;node* next;};node *head, *tail;size_t left;void* cur;protected:MemoryPool():left(NumberForOneNode){tail = head = new node;head->next = 0;cur = head->space = static_cast<T*>(malloc(sizeof(T) * NumberForOneNode));}//Big threeMemoryPool(const MemoryPool&) = delete;MemoryPool& operator=(const MemoryPool& rhs) = delete;~MemoryPool();void* allocate(); };template <typename T, size_t NumberForOneNode> MemoryPool<T, NumberForOneNode>::~MemoryPool() {while(true) {if (head == tail) {free(head->space);delete head;return;}auto temp = head;head = head->next;free(temp->space);delete temp;} }template <typename T, size_t NumberForOneNode> void* MemoryPool<T, NumberForOneNode>::allocate() {if(left--){auto re = cur;cur = reinterpret_cast<char*>(cur) +sizeof(T);return re;}left = NumberForOneNode;auto newNode = new node;newNode->next = 0;tail = tail->next = newNode;cur = newNode->space = static_cast<T*>(malloc(sizeof(T) * NumberForOneNode));allocate(); }#endif //FRED_MEMORYPOOL_H

圖上的變量和代碼里面的變量名字都是統一的, 很好理解...

這個內存池的最后一步, 是在這個內存池的基礎上, 再套一層封裝.

#ifndef FRED_ALLOCATOR_H #define FRED_ALLOCATOR_H#include "MemoryPool.h"template <typename T, size_t NumberForOneNode = 32> class Allocator : private MemoryPool<T, NumberForOneNode> { private:void* buffer[NumberForOneNode];size_t left;public:Allocator():left(0){};void* allocator(){if(left){return buffer[--left];}else{return MemoryPool<T, NumberForOneNode>::allocate();}}void deallocator(T* ptr){ptr->~T();if(left == NumberForOneNode){//fullreturn;} buffer[left++] = ptr;} };#endif //FRED_ALLOCATOR_H

思想其實很簡單, 就是如果有空間被送回, 并不直接交還給系統, 而是用這個叫做buffer的數組存著, 如果之后再有需要, 優先從數組中取, 其實這里用vector要比buffer更好, 但是如果想要重利用的空間規模不大的話, buffer也夠用, 就算這個buffer也不會內存泄漏, 只是有一些空間被浪費了, 等到維護這個allocator的類卒了, 空間還是要被釋放的.

如果想看這個內存池的原版本實現, 可以看這里

原版本實現

有了內存池, 根據我們的需求我們只需要一個鏈表.

#ifndef FRED_LINKLIST_H #define FRED_LINKLIST_H#include "MemoryPool/Allocator.h"template <typename T> class LinkList{ private:struct node{T item;struct node* next;};Allocator<node> allocator;node* head;node* cur;size_t size;public:LinkList():head(0), cur(0), size(0){}LinkList(const LinkList&) = delete;LinkList& operator=(const LinkList&) = delete;~LinkList(){for(auto temp = head; temp != cur; temp = temp->next){allocator.deallocator(temp);}allocator.deallocator(cur);}void pushBack(const T& item){if(cur) {cur = cur->next = reinterpret_cast<node*>(new(allocator.allocator())T(item));}else {cur = head = reinterpret_cast<node*>(new(allocator.allocator())T(item));}++size;cur->next = 0;}node* getHead() const {return head;} };#endif //FRED_LINKLIST_H

對于這個鏈表功能和實現都很簡單, 這里唯一要說可能有些人不知道new可以指定空間進行初始化, 不知道的可以去網上看一下, 這是placement new而我們一般使用的帶有內存分配的叫做plain new...

大概就是這么多, 這個禮拜在成都玩, 可能更新地比較慢...

轉載于:https://www.cnblogs.com/nzhl/p/5767851.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Lexer的设计--中(4)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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