c++ - 如何为范围分配器模型启用自定义容器

Question

这是一篇很长的文章，所以我想在顶部写一个唯一的问题:

看来我需要为本身不使用分配器的自定义容器实现“分配器扩展的”构造函数，而是将其传播到其内部实现，该内部实现是变量类型，并且其允许的类型可以是类似于std::的容器:映射，而且是不需要分配器的类型，例如 bool(boolean) 值。

一个人，我不知道如何实现这一目标。

非常感谢您的帮助! ;)

“自定义容器”是一个类模板value，它是JSON数据结构表示形式的实现。

类模板value是围绕有区别的联合的薄包装:类模板variant(类似于boost变体)。此变体的允许类型表示JSON类型，对象，数组，字符串，数字 bool(boolean) 值和空值。

类模板value具有可变参数模板模板参数包Policies，该参数包基本定义了如何实现JSON类型。默认情况下，JSON类型通过std::map(对于Object)，std::vector(对于Array)，std::string(对于JSON数据字符串)和一些表示其余JSON类型的自定义类实现。
value中定义的类型机器用于根据给定的Policies和value本身为容器类型创建递归类型定义。 (例如，当变体类使用std::map或std::vector时，不需要使用“递归包装器”来实现JSON容器)。也就是说，此类型机制会创建用于表示JSON类型的实际类型，例如Array的std::vector，其value_type等于value； Object的std::map，对象的mapped_type等于value。 (是的，在生成类型时，value实际上是不完整的)。

类模板value基本上如下所示(已大大简化):

template <template <typename, typename> class... Policies>
class value
{
    typedef json::Null                          null_type;
    typedef json::Boolean                       boolean_type;
    typedef typename <typegenerator>::type      float_number_type;
    typedef typename <typegenerator>::type      integral_number_type;
    typedef typename <typegenerator>::type      string_type;
    typedef typename <typegenerator>::type      object_type;
    typedef typename <typegenerator>::type      array_type;


    typedef variant<
        null_type
      , boolean_type
      , float_number_type
      , integral_number_type
      , string_type
      , object_type
      , array_type
    > variant_type;

public:

    ...

private:
    variant_type value_;
};

value实现了通常的可疑行为，例如构造函数，赋值，访问器，比较器等。它还实现转发构造函数，以便可以使用参数列表构造变体的某种实现类型。

类型生成器将基本上找到相关的实现策略，除非没有找到它，否则将使用它，然后使用默认的实现策略(此处未详细显示，但是请问是否不清楚)。

例如array_type变为: std::vector<value, std::allocator<value>>并且object_type变为 std::map<std::string, value, std::less<std::string>, std::allocator<std::pair<const std::string, value>>>
到目前为止，这按预期工作。

现在，该想法是使用户能够指定一个自定义分配器，该分配器用于“容器”内的所有分配和所有构造，即 value。例如，一个竞技场分配器。

为此，我扩展了 value的模板参数，如下所示:

template <
    typename A = std::allocator<void>,
    template <typename, typename> class... Policies
>
class value ...

并且还修改了类型机制，以便在适当时使用scoped_allocator_adaptor。

请注意，模板参数 A不是 value的allocator_type，而是仅在类型机器中使用，以生成适当的实现类型。也就是说，在 allocator_type中没有嵌入的 value-但这会影响实现类型的allocator_type。

现在，当使用有状态的自定义分配器时，这只能中途进行。更确切地说，它可以工作-除了范围分配器的传播不会正确发生。例如。:

假设有一个有状态的自定义分配器，其属性为 id(一个整数)。它不能是默认构造的。

    typedef test::custom_allocator<void> allocator_t;
    typedef json::value<allocator_t> Value;
    typedef typename Value::string_type String;
    typedef Value::array_type  Array;

    allocator_t a1(1);
    allocator_t a2(2);

    // Create an Array using allocator a1:
    Array array1(a1);
    EXPECT_EQ(a1, array1.get_allocator());

    // Create a value whose impl-type is a String which uses allocator a2:
    Value v1("abc",a2);

    // Insert via copy-ctor:
    array1.push_back(v1);

    // We expect, array1 used allocator a1 in order to construct internal copy of value v1 (containing a string):
    EXPECT_EQ(a1, array1.back().get<String>().get_allocator());
  --> FAILS !!

原因似乎是，array1不会通过值v1的副本将其分配器成员(即a1)传播到其当前的imp类型(字符串的实际副本)。

也许可以通过在值上使用“分配器扩展的”构造函数来实现，尽管它本身并不使用分配器-而是需要在需要时适当地“传播”它们。

但是我该怎么做呢？

编辑:揭示类型生成的一部分:

“策略”是模板模板参数，其第一个参数是value_type(在这种情况下为 value)，第二个参数是分配器类型。 “策略”定义了如何根据值类型和分配器类型实现JSON类型(例如Array)。

例如，对于JSON数组:

template <typename Value, typename Allocator>
struct default_array_policy : array_tag
{
private:
    typedef Value value_type;
    typedef typename Allocator::template rebind<value_type>::other value_type_allocator;
    typedef GetScopedAllocator<value_type_allocator> allocator_type;
public:
    typedef std::vector<value_type, allocator_type> type;
};

GetScopedAllocator定义为:

template <typename Allocator>
using GetScopedAllocator = typename std::conditional<
    std::is_empty<Allocator>::value,
    Allocator,
    std::scoped_allocator_adaptor<Allocator>
>::type;

Answer 1

决定是否将分配器传递给子元素的逻辑在标准中称为uses-allocator构造，请参见20.6.7 [allocator.uses]。

有两个使用uses-allocator协议(protocol)的标准组件:std::tuple和std::scoped_allocator_adaptor，您还可以编写用户定义的分配器(但是使用scoped_allocator_adaptor向现有分配器添加对该协议(protocol)的支持通常会更容易。)

如果要在scoped_allocator_adaptor中内部使用value，则要使作用域分配器起作用，您需要做的所有工作就是确保value支持std::uses_allocator<value, Alloc>特性指定的uses-allocator构造。如果定义了value::allocator_type且std::is_convertible<value::allocator_type, Alloc>为true，则该特征将自动为true。如果value::allocator_type不存在，则可以将特征特化为true(这是std::promise和std::packaged_task的作用):

namespace std
{
  template<typename A, typename... P, typename A2>
    struct uses_allocator<value<A, P...>, A2>
    : is_convertible<A, A2>
    { };
}

这意味着，当 value由支持uses-allocator构造的类型构造时，它将尝试将分配器传递给 value构造函数，因此，您还需要添加allocator-extended构造函数以便可以传递它。

要使它按您的意愿工作:

// Insert via copy-ctor:
array1.push_back(v1);

custom_allocator模板必须支持uses-allocator构造，或者您必须将其包装起来，以便 Value::array_type::allocator_type是 scoped_allocator_adaptor<custom_allocator<Value>>，从您的问题中我无法确定这是否正确。

当然，要使此工作正常进行，标准库实现必须支持作用域分配器，您使用的是什么编译器？我只熟悉GCC在这方面的状态，GCC 4.7仅在 std::vector中支持它。对于GCC 4.8，我也为 forward_list添加了支持。我希望其余的容器将全部用于GCC 4.9。

N.B.您的类型还应该对所有与分配器相关的操作都使用 std::allocator_traits，而不是直接在分配器类型上调用成员函数。

Yes, value is actually incomplete at this moment when the types are generated

除非另有说明，否则在实例化标准模板组件时使用不完整类型作为模板参数是未定义的行为，请参见17.6.4.8 [res.on.functions]。它可能适用于您的实现，但不是必需的。