整理 C++ 中 Allocator 的（几乎）所有细节 1

Allocator（概念）是对访问、寻址、分配、释放、构造和析构策略的封装。是一个满足特定要求的类。标准库中需要分配释放存储空间的容器都需要一个Allocator，除了std::array。

必选成员

Allocator 需要满足的条件有很多，但是大部分都是可选的，只有几个必须存在的成员。

value_type: 要分配空间的类型

allocate(n): 分配方法

deallocate(ptr, n): 释放方法

拷贝构造:
对于表达式Alloc a2 = a1; Alloc a2(a1) 要求执行完毕后a2 == a1，不可抛出异常

移动构造:
对于表达式Alloc a2 = std::move(a1); Alloc a2(std::move(a1)); 使用a1构造a2，a2应等于a1的先前值。（C++17 起要求a1的值在构造后不发生改变，并且a1 == a2。）

拷贝赋值和移动赋值
标准没有声明他们的存在，但是显然他们应该和上面的构造语义相同。

从另一个allocator类型构造
用于map等分配的实际类型不是你传入的allocator的value_type的情况。

对于表达式 AllocA a(b)，其中b是由AllocA::template rebind获得的类型AllocB的实例，构造a，使得AllocB(a) == b, b == AllocA(a)。

从另一个allocator类型移动构造
对于表达式 AllocA a(b)，其中b是由AllocA::template rebind获得的类型AllocB的实例，构造a，使得a == 之前的 AllocA(b)

其它的可选设施可以在这一页找到，是否实现由 Allocator 的实现逻辑决定 http://en.cppreference.com/w/cpp/concept/Allocator

标准推荐通过 std::allocator_traits<Allocator> 来调用 Allocator 的各种方法，及获取其他类型，这个 trait 类提供了 Allocator 中可选成员的默认实现。

一些可选成员的用途

size_type

如果你不想使用默认的std::size_t，可以用这个来自定义size_type类型，当然对应的allocate和deallocate方法的size参数也应该变成这个类型

template rebind<U>::other
rebind用来从已有的allocator类型获取一个新的用来分配另一个类型U的allocator类型

注意，rebind只对有模板参数的allocator可选

allocator_traits的默认实现是用U来替换当前类型的第一个模板参数

allocate(n, ptr)
分配足够容纳n个对象的连续空间，ptr用作一个hint（比如在ptr地址附近寻找可用内存，用来保持局部性）

max_size()
获取可分配的最大对象数目

allocator_traits会提供一个返回(size_t)-1的实现（或者(size_t)-1 / sizeof(T)，since C++17）

select_on_container_copy_construction()
在标准库容器拷贝构造时，由构造函数调用，向源allocator获取一个用来构造新容器的allocator的实例

allocator_traits会提供一个直接返回源容器的allocator本身的实现

在构造函数不能够满足allocator的逻辑需求时定义这个函数

construct(ptr, args…)
在给定指针指向的内存上构造对象，需要注意的是，ptr指向的对象类型不一定是allocator的value_type，这个函数有必要做成模板的

在需要自定义对象构造行为时定义它，比如打个log，try_catch一下什么的

destroy(ptr)
析构ptr指向的对象，需要注意的是，ptr指向的对象类型也不一定是value_type，这个函数有必要做成模板的

is_always_equal （since C++17）
allocator的相等比较的意义是，一个allocator分配的空间，是否可以用另外一个allocator来释放，is_always_equal旨在尽可能消除运行期的比较

std::allocator就是always_equal的，因为他们都是new和delete的封装，一个std::allocator new的当然可以用另一个std::allocator来delete

allocator_traits的默认实现是，当你的allocator是空类，那么为true_type

propagate_on_container_copy_assignment

propagate_on_container_move_assignment

propagate_on_container_swap
此三个类型标记了在容器进行拷贝赋值、移动赋值或交换的时候，allocator是否需要进行对应操作。

容器在进行拷贝赋值、移动赋值和交换时的逻辑，应该考虑到以上成员和allocator的相等性

在两个容器拷贝赋值时（container1 = container2）

propagate…copy…	两个allocator是否相等	拷贝赋值行为
true	true	拷贝allocator，拷贝container2所有元素
true	false	析构container1所有元素并释放空间，拷贝allocator，拷贝container2元素
false	true	不拷贝allocator，拷贝container2所有元素
false	false	不拷贝allocator，拷贝container2所有元素

在两个容器移动赋值时（container1 = std::move(container2)）

propagate…move…	两个allocator是否相等	移动赋值行为
true	true	析构container1所有元素并释放空间，移动allocator，接管container2的内部指针
true	false	析构container1所有元素并释放空间，移动allocator，接管container2的内部指针
false	true	析构container1所有元素并释放空间，不移动allocator，接管container2的内部指针
false	false	析构container1所有元素，不释放空间，不移动allocator，分配足够装下container2所有元素的空间，将container2的元素尽数移动过来

在两个容器交换时，没有更多问题，仅需视propagate_on_container_swap值，交换allocator即可。但需要注意的是，如果allocator不可交换，并且不相等，那么容器交换是UB。

当然以上只是标准容器的实现，你的容器大可以不必如此麻烦。