Скотт Мейерс - Эффективное использование STL

Следовательно, listнужны средства для перехода от имеющегося типа распределителя к соответствующему распределителю ListNode. Задача была бы весьма непростой, но по правилам распределитель памяти должен предоставить определение типа для решения этой задачи. Определение называется other, но не все так просто — это определение вложено в структуру с именем rebind, которая сама по себе является шаблоном, вложенным в распределитель, — причем последний тоже является шаблоном!

Пожалуйста, не пытайтесь вникать в смысл последней фразы. Вместо этого просто рассмотрите следующий фрагмент и переходите к дальнейшему объяснению:

template

class allocator {

public:

template

struct rebind{

typedef allocator other;

};

…

}

В программе, реализующей list, возникает необходимость определить тип распределителя ListNode, соответствующего распределителю, существующему для T. Тип распределителя для Tзадается параметром allocator. Учитывая сказанное, тип распределителя для ListNodeдолжен выглядеть так:

Allocator::rebind::other

А теперь будьте внимательны. Каждый шаблон распределителя A(например, std::allocator, SpecialAllocatorи т. д.) должен содержать вложенный шаблон структуры с именем rebind. Предполагается, что rebindполучает параметр Uи не определяет ничего, кроме определения типа other, где other— просто имя для A. В результате listможет перейти от своего распределителя объектов T(Allocator)к распределителю объектов ListNodeпо ссылке Allocator::rebind::other.

Может, вы разобрались во всем сказанном, а может, и нет (если думать достаточно долго, вы непременно разберетесь, но подумать придется — знаю по своему опыту). Но вам как пользователю STL, желающему написать собственный распределитель памяти, в действительности не нужно точно понимать суть происходящего. Достаточно знать простой факт: если вы собираетесь создать распределитель памяти и использовать его со стандартными контейнерами, ваш распределитель должен предоставлять шаблон rebind, поскольку стандартные шаблоны будут на это рассчитывать (для целей отладки также желательно понимать, почему узловые контейнеры Tникогда не запрашивают память у распределителей объектов T).

Ура! Наше знакомство со странностями распределителей памяти закончено. Позвольте подвести краткий итог того, о чем необходимо помнить при программировании собственных распределителей памяти:

• распределитель памяти оформляется в виде шаблона с параметром T, представляющим тип объектов, для которых выделяется память;

• предоставьте определения типов pointerи reference, но следите за тем, чтобы pointer всегда был эквивалентен T*, а reference— T&;

• никогда не включайте в распределители данные состояния уровня объекта. В общем случае распределитель не может содержать нестатических переменных;

• помните, что функциям allocateпередается количество объектов, для которых необходимо выделить память, а не объем памяти в байтах. Также помните, что эти функции возвращают указатели T*(через определение типа pointer) несмотря на то, что ни один объект Tеще не сконструирован;

• обязательно предоставьте вложенный шаблон rebind, от наличия которого зависит работа стандартных контейнеров.

Написание собственного распределителя памяти обычно сводится к копированию приличного объема стандартного кода и последующей модификации нескольких функций (в первую очередь allocateи deallocate). Вместо того чтобы писать базовый код с самого начала, я рекомендую воспользоваться кодом с web-страницы Джосаттиса [23] или из статьи Остерна «What Are Allocators Good For?» [24].

Материал, изложенный в этом совете, дает представление о том, чего не могут сделать распределители памяти, но вас, вероятно, больше интересует другой вопрос — что они могут ? Это весьма обширная тема, которую я выделил в совет 11.

Итак, в результате хронометража, профилирования и всевозможных экспериментов вы пришли к выводу, что стандартный распределитель памяти STL (то есть allocator) работает слишком медленно, напрасно расходует или фрагментирует память, и вы лучше справитесь с этой задачей. А может быть, allocatorобеспечивает безопасность в многопоточной модели, но вы планируете использовать только однопоточную модель и не желаете расходовать ресурсы на синхронизацию, которая вам не нужна. Или вы знаете, что объекты некоторых контейнеров обычно используются вместе, и хотите расположить их рядом друг с другом в специальной куче, чтобы по возможности локализовать ссылки. Или вы хотите выделить блок общей памяти и разместить в нем свои контейнеры, чтобы они могли использоваться другими процессами. Превосходно! В каждом из этих сценариев уместно воспользоваться нестандартным распределителем памяти.