c++ - 使用自定义的总体分配器来利用std::vector末尾的内存

Question

假设我有一个分配器my_allocator，它将在调用n+x时始终为n(而不是allocate(n))元素分配内存。

我是否可以轻松地假设[data()+n, data()+n+x)范围内的内存(对于std::vector<T, my_allocator<T>>)可以访问/有效以备将来使用(即在基本情况下放置新的或simd加载/存储(只要没有重新分配)？

注意:我知道data()+n-1之后的所有内容都是未初始化的存储。用例将是使用自定义分配器的基本类型的 vector (无论如何都没有构造函数)，以避免在向 vector 抛出simd内部函数时出现特殊的极端情况。 my_allocator应分配以下存储空间:1.)正确对齐并具有2.)大小，该大小是所用寄存器大小的倍数。

为了使事情更加清楚:

假设我有两个 vector ，我想将它们相加:

std::vector<double, my_allocator<double>> a(n), b(n);
// fill them ...
auto c = a + b;
assert(c.size() == n);

如果现在从 my_allocator获得的存储分配了对齐的存储，并且 sizeof(double)*(n+x)始终是所用simd寄存器大小的倍数(因此是每个寄存器的值数的倍数)，则我可以做类似的事情

for(size_t i=0u; i<(n+x); i+=y) 
{ // where y is the number of doubles per register and and divisor of (n+x)
    auto ma = _aligned_load(a.data() + i);
    auto mb = _aligned_load(b.data() + i);
    _aligned_store(c.data() + i,  _simd_add(ma, mb)); 
}

在这里，我不必关心任何特殊情况，例如未对齐的负载或来自y不可除的 n的积压。

但是 vector 仍然只包含 n值，并且可以像 n大小的 vector 一样进行处理。

Answer 1

对于您的用例，您应该没有任何疑问。但是，如果您决定在多余的空间中存储任何有用的东西，并在其生命周期内改变 vector 的大小，则可能会遇到重新分配可能性的问题-如何从中传输额外的数据鉴于重新分配是通过分别调用allocate()和deallocate()且它们之间没有直接连接的结果而发生的，因此将旧分配转换为新分配？

编辑(解决添加到问题中的代码)

在我最初的回答中，我的意思是，访问分配器分配的超出请求数量的额外字节应该没有任何问题。但是，在存储范围内写入数据是麻烦的，该存储范围超出了 vector 对象当前使用的范围，但属于未经修改的分配将跨越的范围。与通过std::vector / size()函数公开的相比，capacity()的实现可以自由地向分配器请求更多的内存，并将辅助数据存储在未使用的区域中。尽管这是高度理论上的，但不考虑这种可能性就意味着要为不确定的行为打开一扇门。

考虑 vector 分配的以下可能布局:

---====================++++++++++------.........

===- vector

的已用容量

+++- vector

的未使用容量

---- vector 过度分配(但未显示为容量的一部分)

...-由分配器

过度分配

您不得在区域2( ---)和区域3( +++)中写任何东西。您的所有写操作都必须限制在区域4( ...)中，否则可能损坏重要的位。