没有可变参数模板的通用分配器类？

Question

我正在尝试编写一个通用分配器类，该类在 free() 时不会真正释放对象的内存，而是将其保存在队列中，并在请求新对象时返回先前分配的对象。现在，我无法理解的是如何在使用分配器时将参数传递给对象的构造函数（至少不诉诸可变参数模板）。我想出的 alloc() 函数如下所示：

template <typename... T>
inline T *alloc(const &T... args) {
    T *p;

    if (_free.empty()) {
        p = new T(args...);
    } else {
        p = _free.front();
        _free.pop();

        // to call the ctor of T, we need to first call its DTor
        p->~T();
        p = new( p ) T(args...);
    }
    return p;
}

尽管如此，我需要代码与当今的 C++（以及不支持可变参数模板的旧版本 GCC）兼容。还有其他方法可以将任意数量的参数传递给对象构造函数吗？

Answer 1

当您需要针对 C++0x 之前的编译器时，您需要提供伪变量模板，即您需要为每个所需的数量提供模板函数：

template<class T> 
T* alloc() { 
    /* ... */ 
}

template<class T, class A0> 
T* alloc(const A0& a0) { 
    /* ... */ 
}

/* ... */

您可以使用 预处理器元编程虽然可以处理重复，例如通过使用 Boost.Preprocessor 或使用简单的脚本生成函数。

以下是使用 Boost.PP 的简单示例：

#include <boost/preprocessor/arithmetic/inc.hpp>
#include <boost/preprocessor/repetition/enum_binary_params.hpp>
#include <boost/preprocessor/repetition/enum_params.hpp>

template<class T>
T* alloc() {
    return new T;
}

#define FUNCTION_ALLOC(z, N, _) \
  template<class T, BOOST_PP_ENUM_PARAMS_Z(z, BOOST_PP_INC(N), class T)> \
  T* alloc(BOOST_PP_ENUM_BINARY_PARAMS_Z(z, BOOST_PP_INC(N), const T, &p)) { \
     return new T( \
       BOOST_PP_ENUM_PARAMS_Z(z, BOOST_PP_INC(N), p) \
     ); \
  }

BOOST_PP_REPEAT(10, FUNCTION_ALLOC, ~)

#undef FUNCTION_ALLOC

这将为您生成最多 10 个参数的 alloc() 模板函数。

Answer 2

C++11 之前的问题解决方案是仅提供一个简单的 alloc 函数来构造其参数的副本。这就是 C++03 分配器和所有容器的工作方式，持续了 20 多年。将其应用到您的代码中，它会变成：

template <typename T>
inline T *alloc(const &T arg) {
    T *p;

    if (_free.empty()) {
        p = new T(arg);
    } else {
        p = _free.front();
        _free.pop();

        // to call the ctor of T, we need to first call its DTor
        p->~T();
        p = new( p ) T(arg);
    }
    return p;
}

然后您将其称为：

// copy construct T into the allocator's memory:
instance_of_your_allocator.alloc(T(1, 2, 3));

这种方法的缺点是它需要一个可用的复制构造函数，并且它可能是一个昂贵的操作。

再举一个例子：

vector<T> vec;
vec.push_back(T(1, 2, 3)); // C++03 way, uses move cons-tor in C++11 if possible.
vec.emplace_back(1, 2, 3); // C++11 way, constructs in-place