c++ - 如何使用自定义分配器(没有 UB)提供的指向原始内存的指针？

Question

我正在尝试编写一个分配器感知容器。假设我想为三个对象分配一 block 内存:

T* chunk = std::allocator_traits<Allocator>::allocate(allocator, 3);

(我知道分配器可以有自定义指针类型，因此我应该使用 std::allocator_traits<Allocator>::pointer ；为了简单起见，我在这里使用原始指针。)
现在我想在索引 2 处创建一个实际对象。我该怎么做？特别是，我如何计算指向尚不存在的元素的指针？最明显的选择如下:

std::allocator_traits<Allocator>::construct(allocator, chunk + 2, ...);

不幸的是， chunk + 2似乎不正确: according to the standard , 指针运算只能对指向数组元素的指针执行，否则会导致未定义的行为。出于同样的原因，我无法将指针转换为 std::byte*并使用指针算法。 (虽然 std::allocator 被定义为在新分配的内存中创建一个数组，但在 C++20 之前，自定义分配器不存在相同的要求。此外，虽然 C++20 为“隐式创建对象”添加了一些语言，这不适用于早期的 C++ 版本。)
那么如何计算指针作为 construct 的第二个参数？不会导致未定义的行为(在 C++20 之前)？

Answer 1

在最新的标准草案(C++20)中:

[tab:cpp17.allocator]

a.allocate(n) - Memory is allocated for an array of n T and such an object is created but array elements are not constructed.

allocator_traits::allocate(n)只需调用 a.allocate(n) .
因此，鉴于创建了数组，指针算术定义良好。

在接受提案 P0593R6 之前的 C++17 中，措辞是:

Memory is allocated for n objects of type T is created but objects are not constructed.

在此更改之前，没有明确定义的方式来执行您所要求的操作，除非:

我们假设自定义分配器提供了创建此类数组的保证。这样做的问题是没有标准的方法来创建数组而不创建对象(没有默认分配器)，因此没有标准的方法来实现这种自定义分配器。

我们忽略了指针算术的限制。与此有关的理论问题是未定义的行为。在实践中，这对于实际的语言实现来说并不是问题。