C++中std::allocator基本使用和注意事项

std::allocator 是 C++ 标准库提供的一个 内存分配器，主要用于 分配和释放原始未构造的内存。它是 STL 容器如 vector, list 的默认内存分配机制，也可以自己手动使用来精细控制内存和对象生命周期。

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一、基本用途

你可以使用 std::allocator<T> 来完成以下操作：

• 分配未初始化的内存（原始内存）
• 在指定位置构造对象
• 析构对象
• 释放内存

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二、基本用法示例

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    std::allocator<int> alloc;

    // 1. 分配原始内存（未构造）
    int* p = alloc.allocate(3); // 分配 3 个 int 的空间

    // 2. 构造对象
    alloc.construct(p, 10);       // p[0] = 10
    alloc.construct(p + 1, 20);   // p[1] = 20
    alloc.construct(p + 2, 30);   // p[2] = 30

    // 3. 使用
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        std::cout << p[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 4. 析构对象
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        alloc.destroy(p + i);
    }

    // 5. 释放内存
    alloc.deallocate(p, 3);

    return 0;
}

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三、注意事项

1. 不负责构造和析构

allocate() 仅分配内存，不调用构造函数；必须显式用 construct() 构造对象，destroy() 析构对象。

2. 不建议与 new/delete 混用

std::allocator 的内存由 allocate() 分配，必须用 deallocate() 释放；不能用 delete。

3. C++17 后 construct() 和 destroy() 已弃用

建议使用 placement new 和显式析构 替代：

new (p) int(10);   // 构造
p->~int();         // 析构

4. 可用于自定义容器或内存池

你可以继承或包装 std::allocator 来实现自己的分配器，用于 STL 容器中替换默认分配行为。

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四、配合 STL 容器使用

#include <vector>
#include <memory>

int main() {
    std::vector<int, std::allocator<int>> vec;

    vec.push_back(100);
    vec.push_back(200);

    for (int val : vec) {
        std::cout << val << std::endl;
    }
}

默认 vector<int> 就是使用 std::allocator<int>，显式指定可以用于更复杂的场景，比如定制内存分配策略。

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五、自定义分配器（拓展用法）

你可以自定义一个分配器并传给容器：

template<typename T>
struct MyAllocator : public std::allocator<T> {
    T* allocate(std::size_t n) {
        std::cout << "Allocating " << n << " elements\n";
        return std::allocator<T>::allocate(n);
    }
};

std::vector<int, MyAllocator<int>> myVec;
myVec.push_back(42); // 会输出自定义分配信息

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✅ 总结

功能	方法名
分配内存	allocate(size_t)
构造对象（已弃用）	construct(ptr, args...)
析构对象（已弃用）	destroy(ptr)
释放内存	deallocate(ptr, n)

推荐用法（现代 C++）：

• 使用 allocate() + new (ptr) T(args...) 构造
• 使用 ptr->~T() 显式析构

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