c++怎么使用std::pmr::vector和内存资源_C++内存资源管理与pmr容器实践

std::pmr::vector通过绑定memory_resource实现灵活内存管理,支持自定义分配策略如内存池,提升性能并减少碎片,适用于高频临时对象场景。

c++怎么使用std::pmr::vector和内存资源_c++内存资源管理与pmr容器实践

在C++17中引入的std::pmr::vector标准库提供的一种基于多态内存分配(Polymorphic Memory Resources, PMR)的容器,它允许你在运行时动态选择内存分配策略。相比传统的std::vector使用固定的new/delete机制,std::pmr::vector通过绑定不同的内存资源来实现更灵活、高效的内存管理,尤其适用于性能敏感或需要定制内存行为的场景。

理解 std::pmr::memory_resource

memory_resource 是PMR体系的核心抽象,定义在 头文件中。所有自定义或预定义的内存分配器都需继承自这个基类,并重写两个关键方法:

do_allocate(size_t bytes, size_t alignment):分配指定大小和对齐要求的内存块do_deallocate(void* p, size_t bytes, size_t alignment):释放之前分配的内存

此外还需实现 do_is_equal 用于判断两个资源是否等价。

标准库提供了几个现成的实现:

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std::pmr::new_delete_resource():使用全局 newdeletestd::pmr::null_memory_resource():无效资源,尝试分配会抛异常std::pmr::get_default_resource():程序启动时默认指向 new_delete_resource

创建并使用 std::pmr::vector

std::pmr::vector 的模板参数不再接受传统分配器,而是从绑定的 memory_resource* 获取分配逻辑。构造时传入资源指针即可:

// 示例:使用默认 new/delete 资源

include

include

include iostream>

int main() {// 获取默认资源auto* resource = std::pmr::get_default_resource();

// 创建 pmr vector,使用默认资源std::pmr::vector vec(resource);vec.push_back(10);vec.push_back(20);std::cout << "vec size: " << vec.size() << "n"; // 输出 2

}

注意:即使不显式传递资源,std::pmr::vector 构造函数也会隐式使用当前默认资源。

使用池资源提升性能

PMR真正的优势在于替换为高性能内存池。虽然标准库未提供内置池实现,但你可以使用第三方库如 Boost.Pool,或者自己封装一个简易对象池。下面是一个简化版的区域(arena)式内存资源示例:

struct SimpleMemoryPool : std::pmr::memory_resource {std::byte* buffer;size_t capacity;size_t offset = 0;

SimpleMemoryPool(size_t size) : capacity(size) {    buffer = new std::byte[size];}~SimpleMemoryPool() { delete[] buffer; }

private:void do_allocate(size_t bytes, size_t alignment) override {size_t aligned_offset = (offset + alignment – 1) & ~(alignment – 1);if (aligned_offset + bytes > capacity) {throw std::bad_alloc{};}void ptr = buffer + aligned_offset;offset = aligned_offset + bytes;return ptr;}

void do_deallocate(void* p, size_t bytes, size_t alignment) override {    // 简单池不支持单独释放,可忽略或断言}bool do_is_equal(const memory_resource& other) const noexcept override {    return this == &other;}

};

结合该池使用 std::pmr::vector

int main() {SimpleMemoryPool pool(4096); // 4KB 池

std::pmr::vector vec(&pool);for (int i = 0; i < 100; ++i) {    vec.push_back(i * 1.5);}// 所有元素内存来自 pool,避免频繁系统调用

}

这种设计特别适合短生命周期、高频创建的对象集合,比如解析中间数据结构、游戏帧内临时对象等。

与 STL 容器互操作注意事项

由于 std::pmr::vector 实际上是 std::vector> 的别名,其分配行为完全依赖于所绑定的资源。当你复制或移动PMR容器时,allocator(即资源指针)也会被复制:

std::pmr::vector v1(std::pmr::new_delete_resource());auto v2 = v1; // v2 使用相同的 new_delete_resource

如果想让副本使用不同资源,需显式指定:

std::pmr::vector v3(v1.get_allocator().resource()); // 同资源// 或者切换到另一个资源std::pmr::vector v4(std::pmr::get_temporary_resource()); std::copy(v1.begin(), v1.end(), std::back_inserter(v4));

嵌套容器也要确保整个类型链使用PMR分配器:

std::pmr::vector lines;// 注意:string也必须是 pmr::string 才能共享资源

否则内部对象仍会走默认分配路径,无法达到统一控制的目的。

基本上就这些。std::pmr::vector 的价值不在语法变化,而在于解耦内存策略与数据结构,使你能在不修改业务代码的前提下优化内存行为。只要合理搭配资源实现,就能显著降低分配开销和碎片问题。

以上就是c++++怎么使用std::pmr::vector和内存资源_C++内存资源管理与pmr容器实践的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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