我可以使用 std::stack 作为对象池容器吗？

Question

我需要创建一个对象池来消除动态分配。使用 std::stack 包含分配对象的指针是否有效？

我怀疑每次将释放的对象推回到堆栈时，都会动态分配一个新的堆栈元素。我说得对吗？我应该使用 std::vector 来确保没有分配任何新内容吗？

Answer 1

堆栈是否适合您的特定目的是我不会处理的问题。现在，如果您关心分配的数量，则 std::stack 的默认内部容器是 std::deque<>。它不需要在每次推送中为堆栈分配新的内存（只要它有空间），并且在分配时不需要将所有现有元素重新定位为 std::vector<> 。会。

您可以告诉堆栈使用 std::vector<>作为具有第二个模板参数的底层容器：

std::stack< int, std::vector<int> > vector_stack;

Answer 2

指针的 STL 容器不会对它们指向的对象执行任何操作，这取决于您，因此您有责任不泄漏任何内存等。请查看 Boost Pointer Container Library 或尝试存储实际对象，从长远来看，您会省去麻烦。

如果您想减少容器进行的动态分配量，并且您大致知道需要存储多少对象，则可以使用向量的“reserve()”方法，该方法将预先分配您的内存一次性请求。

您还可以在构造函数中指定所需的记录数，但这种方式将为您创建 x 个对象，然后存储它们，这可能不是您想要的。

如果由于某些技术原因动态分配完全消失，您可能需要尝试使用 boost::pool 作为您的分配器（如您所知，如果您不想使用默认的分配器，可以指定不同的 std 库内存分配器）。

也就是说，当我测试它时，默认的总是更快，至少对于 g++ 来说是这样，所以可能不值得付出努力。确保您对其进行了概要分析，而不是假设您可以向标准委员会编写代码！

Answer 3

由于无抛出保证，在空闲期间进行任何分配都是错误。如果您必须进行分配才能进行释放，并且分配会抛出异常，那么您将指针放在哪里？您可以悄悄地捕获异常并泄漏，或者传播异常。传播异常意味着使用 YourObject 的对象无法放入 STL 容器中。泄漏就是泄漏。无论哪种情况，你都违反了规则。

但是使用什么数据结构取决于您的对象生命周期控制习惯。

该习惯用法是与工厂方法和 freeInstance 一起使用的对象池，

 YourObject* pO = YourObject::getInstance(... reinitialize parameters ...);
 ......object public lifetime....
 pO->freeInstance();

还是与特定于类的运算符 new/operator delete（或分配器）一起使用的内存池？

YourObject::operator new(size_t);
......object public lifetime....
delete pO;

如果它是一个对象池，并且您了解已发布代码和双端队列中 YourObject* 使用向量的数量，或者最好是循环缓冲区（因为双端队列没有保留，所以您必须将其添加为动态自调整大小的循环） buffer 正是您想要的）在调试代码中并保留大致数量。在发布中分配 LIFO，在调试中分配 FIFO，以便您拥有调试历史记录。

在没有空闲对象的路径中，请记住在动态创建之前对 YourObject* 集合执行 reserve(nMade+1)一个物体。

（此保留的原因有两个。首先，它必须在 createInstance 时完成。其次，它简化了代码。否则，您有可能在 中抛出 std::badalloc freeInstance 可能会使析构函数保证难以保证，例如 - 类 Y 中有一个 YourObject* 并执行一个 freeInstance。 > 对于其析构函数中的 YourObject* - 如果您在创建时没有为 YourObject* 保留空间，则将该指针存储在 freeInstance 的位置 时间？如果您之后在 getInstance 中保留空间，那么您必须捕获 std::badalloc 进行保留，释放刚刚创建的 YourObject，然后 <代码>重新抛出。）

如果它是一个内存池，那么在内存块中，在释放中使用侵入式单链表，在调试中使用双向链表（我假设 sizeof(YourObject)>=2 *sizeof(void*)）顺便说一句，有很多 MemoryPool 实现。再次在发布中分配 LIFO，在调试中分配 FIFO，以便您有调试历史记录。

顺便说一句，如果您使用工厂习惯用法，请不要跳过重载的 getIntances() 并添加 reinit 方法。这只是开启了省略 reinit 调用的可能性。 getInstance 方法是您的“构造函数”，因为它们使对象达到您想要的状态。请注意，在对象池的情况下，您需要一个 freeInstance，它可能必须对对象执行“类似析构函数”的操作。

在这种情况下，谈论“公共类不变量”和“私有类不变量”是有意义的 - 对象处于不确定状态，其中公共类不变量在自由池中可能不得到满足。它是一个 YourObject ，就像一个 YourObject 一样，但所有公共类不变量可能都不会得到满足。 YourObject::getInstance 的工作是获取实例并确保满足其公共不变量。以补充方式 freeInstance 释放可能已由 getInstance 获取的资源，以确保满足“公共类不变量”可以在空闲列表上的对象“空闲时间”期间释放。

发布中的 LIFO 还具有缓存最后使用的对象/块的显着优势，而 FIFO 则保证在有足够多的对象/块时不会缓存 - 甚至页面< /strong>如果数字更大！但当您决定使用堆栈时，您可能已经意识到这一点。

强文本