堆内存 - 在 C++ 中使用 std：：分配器而不是 new 有什么优势？

在我看来，使用它比使用new和delete更复杂。

是的，但它不是要取代new和delete，它有不同的目的。

对于allocator，我们必须显式地分配堆内存，构造它，销毁它，然后最后释放内存。

那么为什么要创建它呢?

因为有时你想把分配和构造分成两个步骤(类似地，把销毁和回收分成两个步骤)。如果您不想这样做，请不要使用分配器，而是使用new。

在什么情况下可以使用它，什么时候应该使用它而不是new和delete?

当你需要一个分配器的行为，而不是new和delete的行为，显然!典型的情况是在实现容器时。

考虑以下代码:

std::vector<X> v;
v.reserve(4);        // (1)
v.push_back( X{} );  // (2)
v.push_back( X{} );  // (3)
v.clear();           // (4)

这里第(1)行必须为四个对象分配足够的内存，但还没有构造它们。然后(2)和(3)行必须在分配的内存中构造对象。然后行(4)必须销毁这些对象，但不释放内存。最后，在vector的析构函数中，所有的内存都可以被释放。

所以vector不能只使用new X()或delete &m_data[1]来创建和销毁对象，它必须单独执行分配/释放和构造/销毁。容器的allocator模板参数定义了应该用于(解)分配内存和构造/析构对象的策略，从而允许自定义容器对内存的使用。默认策略为std::allocator。

因此，当需要分配器时(例如使用容器时)使用分配器，当不想提供自定义分配器而只想要标准分配器时使用std::allocator。

您不使用分配器作为new和delete的替代品。

std::allocator是标准库容器的默认内存分配器，您可以替换您自己的分配器。这允许您控制标准容器如何分配内存。但我不认为你的问题是关于std::allocator的，而是关于分配内存的策略，然后在内存中构造对象，而不是使用new T[N]，例如。

这样做的原因是new T[N]不允许您控制调用哪些构造函数。它迫使你同时构造所有的对象。这对于std::vector来说是非常糟糕的，例如，您只希望偶尔分配。

使用原始内存分配器，您可以分配一定数量的内存，这决定了您的容量。然后，当用户向vector中添加元素时(使用自己选择的构造函数)，可以在该内存中相应构造对象。

然后当内存用完时，分配更多，通常是两倍。如果std::vector使用new T[N]，那么每次您想要添加或删除元素时，它都必须重新分配，这将对性能造成严重影响。您还将被迫对所有对象使用默认构造函数，这对std::vector可以容纳的对象类型施加了不必要的限制。

分配器是STL中非常重要的概念。每个容器都可以将分配器作为参数。然后分配将使用这个分配器执行，而不是使用标准的分配器。

这是有用的，例如在池中分配相同大小的对象，以提高性能，或者如果有一个特殊的内存区域需要存储对象，则可能是必要的。

分配和构造的步骤是分开的，因为例如对于vector (std::vector::reserve)，重要的是能够分配内存以供将来使用，而不是(尚未)在其中创建对象。

作为一个例子，你可以写一个分配器作为一个类，包含一个固定大小的数组，并使用该数组为一些标准容器提供内存。然后，您可以在堆栈上拥有该类的实例，从而完全避免程序的某些部分的堆分配。

在这篇文章中看到更多的例子。

[…[…]

当您有特定的需求时，最重要的是在编写自己的泛型容器时。

创建std::allocator是为了允许开发人员更好地控制内存的分配方式。在许多嵌入式系统中，内存是受限的，并且是不同类型的。数量可能不会很大。此外，内存分配要最小化，以避免碎片问题。

分配器还允许从不同的内存池进行分配。例如，从小块内存池中分配小块会更有效。

你的直觉是对的。在90%的情况下，使用new。但是，请注意像map数据结构这样的结构。它的默认模板参数之一是class Alloc = allocator<pair<const Key,T>，它定义了类如何创建事物的新实例和管理现有实例。通过这种方式，理论上可以创建自己的分配器，然后将其用于现有的数据结构。由于new和delete是函数而不是类，因此有必要使用std::allocator来表示它们并使它们成为有效的模板参数。

new和delete是在动态内存中创建对象并初始化它的直接方法。然而，分配器的作用要大得多，因为它们提供了对上述阶段的完全控制。

对于allocator，我们必须显式地分配堆内存，构造它，销毁它，然后最后释放内存。

实际上，分配器不应该用于"正常"代码，其中new和delete同样可以。考虑一个像std::map这样的类，它通常被实现为一个树:当一个持有的对象被删除时，你需要释放整个叶子吗?分配器允许您销毁该对象，但保留内存，以便您不必再次要求它。

更进一步，你可以专门化一个特定类型的分配器，如果你知道更多的优化方法来控制它的new和delete是不可能的。

你困惑了。std::allocator调用/使用new和delete。它只是c++内存层次结构中的另一个层次，用于满足c++标准库的各种需求，特别是容器，但也有其他类型。c++库容器使用分配器自动管理所包含元素的内存。没有它，事情会变得更麻烦，因此更难以使用。此外，分配器可以用于执行不同的内存管理技术，例如堆栈分配，线性分配，堆分配，池分配等。

c++内存"hierarchy"

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|Applications   |
|_______________|
      |
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|C++ library (std::allocator)|
|____________________________|
      |
______↓______________________________________________________________________________
|C++ primitives (new/delete, new[]/delete[], ::operator new()/::operator delete())  |
|___________________________________________________________________________________|
      |
______↓______
|malloc/free|
|___________|
      |
______↓______________
|OS APIs, syscalls  |
|___________________|

这是正常的调用流程，但是应用程序可以直接调用malloc/free，或new/delete，甚至是OS api。你看，这都是一个抽象概念。上面的级别抽象了一个更困难的特性，并将其包装在一个更容易使用的包中。

使用这个STL成员的原因是为了给开发人员更多的内存控制。我的意思是，例如，new运算符本身不仅仅是一个运算符。在最基本的情况下，它执行内存预留，然后用对象填充该空间。

虽然我不能马上想出一个具体的、真实的场景，但是当一个给定对象的销毁可能会影响内存中的其他对象时，您应该使用std::allocator等。

假设，为了便于讨论，你创建了某种向量，它的每个元素都与内存中的其他对象进行了双链接，并且你希望，在删除该向量时，链接的对象删除对它的引用