STL中，對記憶體管理的alloc的設計，迫使我去學習了allocator類。這裡對allocator記憶體管理做了點筆記留給自己後續查閱。allocator類宣告、定義於標頭檔案<memory>中的std名稱空間內。所以，應該有以下內容位於檔案頭部…

#include <memory>
using namespace std;

文章目錄

• 1. 我們所知道的malloc和new
• 2. C++中new的侷限性
• 3. 使用allocator將記憶體分配、物件構造分離開

1. 我們所知道的malloc和new

再此之前，我只知道兩種開闢記憶體的方式。

其一，可以使用C語言的函式malloc、realloc、calloc開闢記憶體，舉個例子：

int* ptr = (int *)malloc(10 * sizeof(int));	/* 進行強制型別轉換 */

其二，可以使用C++方式開闢記憶體，比如：

int* ptr = new int[10];

對於，C風格的記憶體管理這裡不做討論。但是，對於C++的new風格，這裡總結一下它的侷限性。對於我個人來說，我一般寫成這樣new int[10]()，也就是在最後加一對小括號，因為C++保證這樣可以將int[10]

2. C++中new的侷限性

對於以上這一段話，有一個話題需要弄清楚的，就是——記憶體構造。

對C++的new而言，它首先會(1)分配記憶體，然後自動的完成(2)物件構造。這裡可以用侯捷先生翻譯的《深度探索C++物件模型》一書中的虛擬碼來表示new的過程：

Point* heap = __new(sizeof(Point));//開闢記憶體
if (head != 0) {
	head->Point::Point();//物件構造（記憶體構造）
}

注意，__new不表示new（它只是完成記憶體申請），以上整個虛擬碼過程為new所完成的功能。
正是因為new的這一連串的操作，造成了效能的下降。比如，

auto p = new string[100];
for (int i = 0; i < 5; ++i){
	p[i] = "balaba...";
}

實際上，我只需要5個string，而new把100個物件全部構造好了（每個string已經被初始化為空字串，也就是""）。

然後，接著又將p[0-4]賦值為balaba…

也就是前面將p[0-4]賦值為空字串的操作，變得毫無意義。

3. 使用allocator將記憶體分配、物件構造分離開

既然，new有它自身的侷限性。對於效能要求極高的STL肯定是不會使用new的。好在有一個allocator類——它也是一個模板類，同時就是用來處理記憶體問題的。

allocator類將new的記憶體分配、物件構造，視作兩個獨立的過程，並由獨立的函式負責。舉個例子：

allocator<char> str;
char* base = str.allocate(10), *p = base; //記憶體分配
str.construct(p++, 'a');  //物件構造並初始化
str.construct(p++, 'b');
cout << base[0] << base[1];

因為allocator是模板類，所以需要指定型別。接著，呼叫allocate(10)函式來分配記憶體（申請了10個char記憶體）。然後，使用construct函式構造base[0]這塊記憶體，並賦以初值a。

這就將new記憶體分配、記憶體構造給分離開了。一切，都像我們看到的那樣。

同樣，將delete的過程也拆分了開來。這是必須的，我們不能用delete去釋放allocate分配的記憶體。

str.destroy(--p); //銷燬物件
str.destroy(--p);
str.deallocate(base, 10); //釋放記憶體

小結：如果要使用allocate返回的記憶體，那麼就必須先construct構造它。否則，你後續的行為都是未定義的（造成的後果也是嚴重的）。

但是，有幾個例外。它們是uninitialized_copy、uninitialized_copy_n、uninitialized_fill和uninitialized_fill_n。從名字就知道uninitialized（未初始化的），它們的引數必須指向的是未構造的記憶體，比如uninitialized_copy會在給定位置構造元素。

有興趣可以閱讀《動態記憶體管理allocator類C++ STL標準模板庫vector實現》看看它們的用法。

Reference：
[1] C++ Primer（第5版）
[2] 深度探索C++物件模型