Я работаю над распределителем памяти на основе сегментов для C ++. В этом распределителе, когда вы освобождаете кусок памяти, вы должны знать, из какого сегмента он был получен. Поэтому я сохраняю указатель на сегмент как член причудливого pointer, возвращаемого функцией распределителя allocate.

Просто чтобы показать интерфейс, о котором я говорю: вот fancy_memory_resource, который поддерживает мой распределитель ...

template<class Ptr>
class fancy_memory_resource {
public:
    Ptr allocate(size_t bytes, size_t align = alignof(max_align_t)) {
        return do_allocate(bytes, align);
    }
    void deallocate(Ptr p, size_t bytes, size_t align = alignof(max_align_t)) {
        return do_deallocate(p, bytes, align);
    }
    bool is_equal(const fancy_memory_resource& rhs) const noexcept {
        return do_is_equal(rhs);
    }
    virtual ~fancy_memory_resource() = default;
private:
    virtual Ptr do_allocate(size_t bytes, size_t align) = 0;
    virtual void do_deallocate(Ptr p, size_t bytes, size_t align) = 0;
    virtual bool do_is_equal(const fancy_memory_resource& rhs) const noexcept = 0;
};

(Обратите внимание, что std::pmr::memory_resource может быть реализован как определение типа для fancy_memory_resource<void*>. Это сделано намеренно с моей стороны.)

Между тем, рассматриваемый Ptr представляет собой причудливый тип указателя с именем segmented_fancy_pointer<T> (не показан), который наследуется от типа CRTP fancy_ptr_base<T, segmented_fancy_pointer<T>> ...

template<class T, class CRTP>
struct fancy_ptr_base {
    constexpr T *ptr() const noexcept { return m_ptr; }
    constexpr explicit operator T*() const noexcept { return ptr(); }
    constexpr explicit operator bool() const noexcept { return ptr() != nullptr; }
    constexpr bool operator==(CRTP b) const { return ptr() == b.ptr(); }
    constexpr bool operator!=(CRTP b) const { return ptr() != b.ptr(); }
    constexpr bool operator==(decltype(nullptr)) const { return ptr() == nullptr; }
    constexpr bool operator!=(decltype(nullptr)) const { return ptr() != nullptr; }
    constexpr bool operator<(CRTP b) const { return ptr() < b.ptr(); }
    constexpr bool operator<=(CRTP b) const { return ptr() <= b.ptr(); }
    constexpr bool operator>(CRTP b) const { return ptr() > b.ptr(); }
    constexpr bool operator>=(CRTP b) const { return ptr() >= b.ptr(); }
    constexpr T& operator*() const noexcept { return *ptr(); }
    constexpr T* operator->() const noexcept { return ptr(); }
    constexpr CRTP& operator+=(ptrdiff_t i) { m_ptr += i; return as_crtp(); }
    constexpr CRTP& operator-=(ptrdiff_t i) { m_ptr -= i; return as_crtp(); }
    constexpr CRTP& operator++() { ++m_ptr; return as_crtp(); }
    constexpr CRTP& operator--() { --m_ptr; return as_crtp(); }
    constexpr CRTP operator++(int) { auto r(as_crtp()); ++*this; return r; }
    constexpr CRTP operator--(int) { auto r(as_crtp()); --*this; return r; }
    constexpr CRTP operator+(ptrdiff_t i) const { auto r(as_crtp()); r += i; return r; }
    constexpr CRTP operator-(ptrdiff_t i) const { auto r(as_crtp()); r -= i; return r; }
    constexpr ptrdiff_t operator-(CRTP b) const { return ptr() - b.ptr(); }

protected:
    T *m_ptr = nullptr;
private:
    constexpr CRTP& as_crtp() { return *static_cast<CRTP*>(this); }
    constexpr const CRTP& as_crtp() const { return *static_cast<const CRTP*>(this); }
};

template<class CRTP>
struct fancy_ptr_base<void, CRTP> {
    constexpr void *ptr() const noexcept { return m_ptr; }
    constexpr explicit operator void*() const noexcept { return ptr(); }
    constexpr explicit operator bool() const noexcept { return ptr() != nullptr; }
    constexpr bool operator==(CRTP b) const { return ptr() == b.ptr(); }
    constexpr bool operator!=(CRTP b) const { return ptr() != b.ptr(); }
    constexpr bool operator==(decltype(nullptr)) const { return ptr() == nullptr; }
    constexpr bool operator!=(decltype(nullptr)) const { return ptr() != nullptr; }
    constexpr bool operator<(CRTP b) const { return ptr() < b.ptr(); }
    constexpr bool operator<=(CRTP b) const { return ptr() <= b.ptr(); }
    constexpr bool operator>(CRTP b) const { return ptr() > b.ptr(); }
    constexpr bool operator>=(CRTP b) const { return ptr() >= b.ptr(); }
protected:
    void *m_ptr = nullptr;
};

Теперь настоящий вопрос. Когда я использую свой segmented_allocator<T> (не показан) с библиотекой std::vector из libc ++, все работает нормально. Когда я пытаюсь использовать его с libstdc ++ std::vector, он терпит неудачу:

In file included from /opt/wandbox/gcc-head/include/c++/8.0.0/bits/stl_algobase.h:67:0,
                 from /opt/wandbox/gcc-head/include/c++/8.0.0/vector:60,
                 from prog.cc:1984:
/opt/wandbox/gcc-head/include/c++/8.0.0/bits/stl_iterator.h: In instantiation of 'class __gnu_cxx::__normal_iterator<scratch::segmented_fancy_pointer<int>, std::vector<int, scratch::pmr::propagating_polymorphic_allocator<int, scratch::segmented_fancy_pointer<int> > > >':
/opt/wandbox/gcc-head/include/c++/8.0.0/bits/vector.tcc:105:25:   required from 'std::vector<_Tp, _Alloc>::reference std::vector<_Tp, _Alloc>::emplace_back(_Args&& ...) [with _Args = {int}; _Tp = int; _Alloc = scratch::pmr::propagating_polymorphic_allocator<int, scratch::segmented_fancy_pointer<int> >; std::vector<_Tp, _Alloc>::reference = int&]'
/opt/wandbox/gcc-head/include/c++/8.0.0/bits/stl_vector.h:954:21:   required from 'void std::vector<_Tp, _Alloc>::push_back(std::vector<_Tp, _Alloc>::value_type&&) [with _Tp = int; _Alloc = scratch::pmr::propagating_polymorphic_allocator<int, scratch::segmented_fancy_pointer<int> >; std::vector<_Tp, _Alloc>::value_type = int]'
prog.cc:1990:18:   required from here
/opt/wandbox/gcc-head/include/c++/8.0.0/bits/stl_iterator.h:770:57: error: no type named 'iterator_category' in 'struct std::iterator_traits<scratch::segmented_fancy_pointer<int> >'
       typedef typename __traits_type::iterator_category iterator_category;
                                                         ^~~~~~~~~~~~~~~~~

Теперь я могу исправить это, добавив typedef "итераторов" в fancy_ptr_base<T, CRTP>, например:

    using pointer = CRTP;
    using reference = T&;
    using value_type = std::remove_cv_t<T>;
    using iterator_category = std::random_access_iterator_tag;
    using difference_type = ptrdiff_t;

Но должен ли я? Требуется ли , чтобы каждый причудливый тип указателя также был типом итератора? Или libc ++ поступает правильно, а в vector libstdc ++ просто есть ошибка?

(Я уже убедился, что большинство итераторов не являются причудливыми указателями. Этот вопрос вызван моим внезапным сомнением в том, что, возможно, все причудливые указатели действительно итераторы.)

2
Quuxplusone 16 Июл 2017 в 22:28

1 ответ

Лучший ответ

Да, от вас требуется реализовать все требования итератора произвольного доступа. Стандарт C ++ [allocator.requirements] / 5:

Тип распределителя X должен .... X::pointer и X::const_pointer также должны удовлетворять требованиям для итератора произвольного доступа.

Так, в частности, вашему необычному типу указателя необходимы пять типов членов, необходимых для каждого итератора .

Вам также кажется, что вам не хватает fancy_memory_resource<Ptr>::value_type, нескольких необходимых функций, не являющихся членами, и ряда ключевых слов noexcept. Внимательно ознакомьтесь с требованиями к типам распределителей и их типам указателей.

2
aschepler 16 Июл 2017 в 23:04
Спасибо. Повторите свой последний абзац, гнида: я не публиковал код для своего segmented_allocator<T>, который связан с value_type. Мой fancy_memory_resource - это всего лишь вымышленная версия std::pmr::memory_resource, и поэтому в нем нет value_type (он работает с необработанными байтами, а не с T). О каких функциях, не являющихся членами, вы думали, кроме == и != и, возможно, swap?
 – 
Quuxplusone
17 Июл 2017 в 06:30
Да, == и != для типа распределителя, плюс поддержка nullptr == fancy_ptr, nullptr != fancy_ptr, number + fancy_ptr.
 – 
aschepler
17 Июл 2017 в 15:15
Ах. У меня есть == и != для типа распределителя (не показано). Что касается стиля Йоды == != +, я намеренно исключил их из своего репо по принципу YAGNI. (Я согласен, однако, что они требуются Стандартом.)
 – 
Quuxplusone
17 Июл 2017 в 22:08