c++ - 为什么容器分配器需要指定它们分配的类型？

Question

如果我为容器使用自定义分配器，我不喜欢必须重复包含的类型名:

template<typename T, size_t MyAllocatorArgument>
struct MyAllocator : public std::allocator<T>
{
    // ... Usual allocator implementation
};

typedef std::vector<int, MyAllocator<int, 42>> int_container;
typedef std::vector<int, MyAllocator<long, 12>> int_container_wrong_allocator;

根据标准，第二行是未定义的行为，尽管大多数实现会将分配器重新绑定(bind)到正确的类型。

我的问题是，既然要求容器和分配器属于同一类型，为什么没有适当的标准机制来强制执行(或完全避免)并消除用户错误的可能性？

例如，标准可以强制使用rebind(以有效地使分配器模板参数冗余)，或者可以使用如下所示的模式，以便用户仅提及包含的类型名一次:

template<size_t MyAllocatorArgument>
struct MyAllocator
{
    // This would be something every allocator is required to expose.
    template<typename T>
    struct TypedAllocator : public std::allocator<T>
    {
        // This is where the normal implementation of the allocator would go.
        // allocate, deallocate etc.
    };
};

template<typename T, typename UntypedAllocator>
struct Container
{
    // All containers would do this to get the actual allocator type they would use.
    typedef typename UntypedAllocator::template TypedAllocator<T> TypedAllocator;

    Container() : m_allocator(TypedAllocator()) {}

    void useAllocator()
    {
        m_allocator.allocate();
        // ... or whatever else containers need to do with allocators.
    }

    TypedAllocator m_allocator;
};

void allocator_test()
{
    // Allocated type name isn't mentioned at point of use of container;
    // only once for the container. The container does all the work.
    Container<int, MyAllocator<42>> c1;
}

Answer 1

这是一个很好的问题，您的建议是标准方案的一种可能替代方案。另一种方法是使用模板模板参数:

template<typename T>
class AnAllocator
{ ... };

template<typename T, template <typename> class Alloc = std::allocator>
class Vector
{
  typedef Alloc<T> allocator_type;
  ...
};

Vector<int, AnAllocator> v;

分配器接口(interface)是在模板模板参数成为语言的一部分之前设计的，因此这不是一个选项。

如果今天设计分配器 API，很多事情会以不同的方式完成，不幸的是，我们坚持使用现有的(以及由于试图以半兼容的方式扩展它而导致的持续复杂性) .