Эффективное использование STL

                  // для SpeciаlAllосаtor, однако

                  // ни один экземпляр SAW не будет

                  // выделять память!

Данная странность присуща list и стандартным ассоциативным контейнерам (set, multiset, map и multimap). Это объясняется тем, что перечисленные контейнеры являются узловыми, то есть основаны на структурах данных, в которых каждый новый элемент размещается в динамически выделяемом отдельном узле. В контейнере list узлы соответствуют узлам списка. В стандартных ассоциативных контейнерах узлы часто соответствуют узлам дерева, поскольку стандартные ассоциативные контейнеры обычно реализуются в виде сбалансированных бинарных деревьев.

Давайте подумаем, как может выглядеть типичная реализация list. Список состоит из узлов, каждый из которых содержит объект T и два указателя (на следующий и предыдущий узлы списка).

template,           // Возможная реализация

typename Allocator=allocator // списка

class list {

private:

 Allocator alloc;// Распределитель памяти для объектов типа T

 struct ListNode{// Узлы связанного списка

  T data;

  ListNode *prev;

  ListNode *next;

 };

 …

};

При включении в список нового узла необходимо получить для него память от распределителя, однако нам нужна память не для T, а для структуры ListNode, содержащей T. Таким образом, объект Allocator становится практически бесполезным, потому что он выделяет память не для ListNode, а для T. Теперь становится понятно, почему list никогда не обращается к Allocator за памятью — последний просто не способен предоставить то, что требуется list.

Следовательно, list нужны 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 T задается параметром allocator. Учитывая сказанное, тип распределителя для ListNode должен выглядеть так:

Allocator::rebind::other

А теперь будьте внимательны. Каждый шаблон распределителя A (например, std::allocator, SpecialAllocator и т. д.) должен содержать вложенный шаблон структуры с именем rebind. Предполагается, что rebind получает параметр U и не определяет ничего, кроме определения типа other, где other — просто имя для A. В результате list может перейти от своего распределителя объектов T(Allocator) к распределителю объектов ListNode по 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 T никогда 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 pointer и 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;