为什么allocate_at_least()在C++23中？

Question

根据cppref

std::allocator<T>::allocate_at_least 通过调用count * sizeof(T) (可能会提供额外的std::align_val_t参数)，分配未初始化存储的::operator new字节，其中count是不小于n的未指定整数值，但未指定何时以及如何调用该函数。 然后，此函数在存储中创建一个类型为T[count]的数组，并启动其生存期，但不启动其任何元素的生存期。

然而，我认为已经存在的std::allocator::allocate可以做同样的事情。

为什么我们需要 std::allocator<T>::allocate_at_least in C++23?

Answer 1

allocate_at_least不做与allocate相同的事情。比较(allocate)：

分配未初始化存储的n * sizeof(T)字节.

with (allocate_at_least)：

分配未初始化存储的count * sizeof(T)字节，其中count是不小于n的未指定整数值。

此外，allocate返回：

指向类型为n对象的数组的第一个元素的指针.

当allocate_at_least返回时：

count std::allocation_result<T*>{p, count}，其中p指向类型为 T...的对象的数组的第一个元素。

因此，调用方将获得有关实际分配大小的信息。

动机可以在P0401R6；部门动机中找到

考虑向向量添加元素的代码： 向量v= {1，2，3}；//预期: v.capacity() == 3 //添加一个额外的元素，触发重新分配。v.push_back(4)； 许多分配器只在固定大小的内存块中分配，使请求四舍五入.我们的底层堆分配程序收到了一个12字节(3 * sizeof(int))的请求，在为几个实现构建v时，这个请求被转换成一个16字节的区域。

Answer 2

allocate可能分配比请求的更多的元素，但它无法将实际分配的大小返回给调用方。

这就是allocate_at_least的目的，它的实现可能与allocate相同，可能分配的元素数量完全相同，不同之处在于它能够返回分配给调用方的元素数，这意味着调用方可以在必要时使用这些额外的元素。

Answer 3

这来自于cppref的笔记

allocate_at_least主要是为相邻的容器提供的，例如std：：std：：basic_string和std::basic_string，以便在可能的情况下使其容量与实际分配的大小相匹配，从而减少重新分配。 “未指定的时间和方式”的措辞使组合或优化标准库容器所做的堆分配成为可能，尽管这种优化对于直接调用::operator new是不允许的。例如，这是由libc++实现的。 在调用allocate_at_least之后，在构造元素之前，在分配的数组中很好地定义了T*的指针算术，但是如果访问元素，则行为是未定义的。