namespace std {
  template <class T>
  class allocator;

  template <>
  class allocator<void> { // C++17から非推奨・C++20で削除
    using pointer       = void*;
    using const_pointer = const void*;
    using value_type    = void;
    template <class U> struct rebind { using other = allocator<U>; };
  };
}

概要

allocatorは、標準ライブラリ内でデフォルト使用されるメモリアロケータクラスである。

標準ライブラリ内では、主にコンテナがメモリの確保と解放を行っているが、コンテナ内で使用するメモリアロケータは、ユーザーが独自に実装したものをallocatorクラスの代わりに使用することもできる。例：

std::vector<int> v1;                   // std::allocatorクラスでメモリアロケートされる。
std::vector<int, MyAllocator<int>> v2; // 自分が用意したアロケータを使用する。

備考

C++11から：

デストラクタを除く、allocatorクラスのメンバ関数は、データ競合を引き起こさない。そのため、複数スレッドから同時にallocatorクラスのメンバ関数が呼ばれたとしても、正しくメモリ確保・解放される。

メンバ関数

メンバ型

非メンバ関数

非推奨・削除の詳細

• address/max_size/construct/destroy/pointer/const_pointer/reference/const_reference/rebind<U>メンバがC++17から非推奨となり、C++20で削除された。

  • これらは特殊なアロケータの実装でない限り共通に定義できるものであるため、アロケータの中間インタフェースであるstd::allocator_traitsクラスに、共通のデフォルト実装を定義することとなった。
  • 以後はstd::allocator_traits<std::allocator<T>>クラスの各機能を代替として使用すること。

• C++17からvoidの特殊化版が非推奨となり、C++20で削除された。

  • 従来voidの特殊化版はallocate/deallocateメンバ関数が存在せず、実際に確保するオブジェクトの型(Rとする)を隠蔽しつつメモリアロケータとしてはstd::allocatorを使うことを表明するためにのみ用いられた。 この際typename std::allocator<void>::template rebind<R>::other型から実際に確保するオブジェクト型のstd::allocator<R>を再束縛していた。
  • この非推奨・削除はstd::allocator<void>もプライマリテンプレートからインスタンス化されるようになったことを意味し、C++20以降もstd::allocator<void>の使用自体は問題なく可能であることに注意。
    • なお、プライマリテンプレートからインスタンス化されるようになってもallocate/deallocateメンバは内部でsizeof(void)を要求するため引き続き使用不可能であり、std::allocator<void>の使用用途としては従来と同じく再束縛を目的とすることになる(上述のようにstd::allocator_traitsの代替機能を用いてtypename std::allocator_traits<std::allocator<void>>::template rebind_alloc<R>のようにする)。

• メンバ型のsize_typeとdifference_typeは、C++17で非推奨となったがC++20で非推奨が取り消された。

• メンバ型のis_always_equalは、このクラスを継承したメモリアロケータがis_always_equalの値を引き継いでしまうという点で問題があったため、C++23で非推奨となり、C++26で削除された。
  • 代わりにstd::allocator_traitsクラスのis_always_equalメンバ型を使用すること。

例

#include <memory>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <numeric>

int main(int argc, char** argv) {
  auto alc = std::allocator<int>();

  // 10要素のint型が入る領域を確保
  int* arr = alc.allocate(10);

  // 確保した領域の各要素を構築する(コンストラクタを呼び出す)
  for (std::size_t i = 0; i != 10; ++i) alc.construct(arr + i);

  std::iota(arr, arr + 10, 0);
  std::for_each(arr, arr + 10, [](int i) { std::cout << i << " "; });
  std::cout << std::endl;

  // 配列の各要素を破棄する(デストラクタを呼び出す)
  for (std::size_t i = 0; i != 10; ++i) alc.destroy(arr + i);

  // 領域を解放する
  alc.deallocate(arr, 10);
}

出力

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 

処理系

• propagate_on_container_move_assignment
  • Clang: 3.4
  • GCC:
  • Visual C++: 2012, 2013

関連項目

• Cpp17Allocator
  • 自作のアロケータを実装する場合は、この要件を満たす必要がある

参照

• A visitor’s guide to C++ allocators
• LWG #2103 - std::allocator_traits<std::allocator<T>>::propagate_on_container_move_assignment
• N2669 Thread-Safety in the Standard Library (Rev 2)
• AllocatorAwareContainer: Introduction and pitfalls of propagate_on_container_XXX defaults
• P0174R2 Deprecating Vestigial Library Parts in C++17
• P0619R4 Reviewing deprecated facilities of C++17 for C++20
• N4258 Cleaning-up noexcept in the Library, Rev 3
• LWG Issue 752. Allocator complexity requirement
  • C++11で、「アロケータのすべての操作は償却定数時間であることが期待される」という要件が削除された。allocateやdeallocateは本質的に定数時間で実装できるとは限らず、満たせない要件だったため
• P2868R3 Remove Deprecated std::allocator Typedef From C++26
  • C++26でis_always_equalメンバ型が削除された
• LWG Issue 3170. is_always_equal added to std::allocator makes the standard library treat derived types as always equal
  • C++23でis_always_equalメンバ型が非推奨化された