深度剖析空间配置器（三）内存处理函数

空间配置器

主要分三个文件实现，我们已经介绍过第一个文件了（对象的构造和析构   http://blog.csdn.net/hj605635529/article/details/70238270），

第二个（http://blog.csdn.net/hj605635529/article/details/70238728  一二级配置器）

现在我们来介绍第三个文件 stl_uninitialized.h 这里定义了一些全局函数，用来填充(fill)或复制(copy)大块内存数据

uninitialized_copy()，uninitialized_copy_n()，uninitialized_fill()，uninitialized_fill_n()   (由函数名可知，是对未初始化空间的初始化操作，即通过复制或赋值的方式初始化未初始化的空间）

先学习 uninitiated_copy()

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1. //stl source code（v3.3）  
2. //defined in <stl_uninitialized.h>  
3. inline char* uninitialized_copy(const char* __first, const char* __last, char* __result)   
4. {  
5.     memmove(__result, __first, __last - __first);  
6.     return __result + (__last - __first);  //返回该连续区域的末尾  
7. }  
8.   
9. inline wchar_t*   // typedef unsigned short wchar_t;  
10. uninitialized_copy(const wchar_t* __first, const wchar_t* __last, wchar_t* __result)  
11. {  
12.     memmove(__result, __first, sizeof(wchar_t)* (__last - __first));  
13.     return __result + (__last - __first);  
14. }  

上面两个是对两种特化类型的处理，下面为泛化版本

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1. template <class _InputIter, class _ForwardIter>  
2. inline _ForwardIter  
3. uninitialized_copy(_InputIter __first, _InputIter __last, _ForwardIter __result)  
4. {     
5.     //根据数值型别决议出最佳效率的函数  
6.     return __uninitialized_copy(__first, __last, __result, __VALUE_TYPE(__result));  
7. }  
8.   
9. template <class _InputIter, class _ForwardIter, class _Tp>  
10. inline _ForwardIter  
11. __uninitialized_copy(_InputIter __first, _InputIter __last, _ForwardIter __result, _Tp*)  
12. {  
13.     typedef typename __type_traits<_Tp>::is_POD_type _Is_POD;   //判断数值型别  
14.     //在C++中，我们把传统的C风格的struct叫做POD（Plain Old Data）对象  
15.   
16.     return __uninitialized_copy_aux(__first, __last, __result, _Is_POD());  
17. }  
18.   
19. //如果copy construction 和 operator = 等效(POD type)，并且 destructor is trivial 的情况   
20. template <class _InputIter, class _ForwardIter>  
21. inline _ForwardIter  
22. __uninitialized_copy_aux(_InputIter __first, _InputIter __last, _ForwardIter __result, __true_type)  
23. {  
24.     /*针对POD对象，其二进制内容是可以随便复制的*/  
25.     return copy(__first, __last, __result);  
26.   
27.     /*简化处理，详见<stl_algobase.h> 
28.     inline _Tp* copy(const _Tp* __first, const _Tp* __last, _Tp* __result) 
29.     { 
30.         memmove(__result, __first, sizeof(_Tp) * (__last - __first)); 
31.         return __result + (__last - __first); 
32.     } 
33.     */  
34. }  
35.   
36. /*如果copy construction 和 operator = 不等效，就需要调用 construct() 构造 */  
37. template <class _InputIter, class _ForwardIter>  
38. _ForwardIter  
39. __uninitialized_copy_aux(_InputIter __first, _InputIter __last, _ForwardIter __result, __false_type)  
40. {  
41.     _ForwardIter __cur = __result;  
42.   
43.     /*下面就是捕捉异常处理*/  
44.     __STL_TRY{    //#define __STL_TRY  try  
45.         for (; __first != __last; ++__first, ++__cur) //一个一个元素的构造，无法批量进行  
46.         _Construct(&*__cur, *__first);   //每个对象都以其它对象为蓝本进行构造，使用的是 placement new  
47.         return __cur;  
48.     }  
49.     /*commit or rollback：要么构造出所有必要元素， 
50.     要么（当有任何一个 copy construct 失败时）不构造任何东西，保证所有对象都被析构*/  
51.     __STL_UNWIND(_Destroy(__result, __cur));  
52.     //#define __STL_UNMIND(action)  catch(...) { action; throw;}  
53. }  

POD就是标量型别或传统的C struct 型别，POD 型别必然拥有 trivial ctor / dtor / copy / assignment 函数，因此我们可以对POD型别进行判断，从而决议出最有效率的初值填写手法

不难发现上面 uninitiated_copy() 后，返回的是指向 copy 后的区块末端。

uninitiated_copy_n() 则是向指定欲初始化空间初始化(复制)指定大小已初始化空间的指定值(有点拗口)。

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1. template <class _InputIter, class _Size, class _ForwardIter>  
2. inline pair<_InputIter, _ForwardIter>  
3. uninitialized_copy_n(_InputIter __first, _Size __count, _ForwardIter __result)  
4. {  
5.     //最后一个形参判断迭代器 first 的类别  
6.     return __uninitialized_copy_n(__first, __count, __result, __ITERATOR_CATEGORY(__first));  
7. }  
8.   
9. //函数返回两个值，采用 pair 对组  
10. //迭代器型别为支持随机存取的迭代器，涵盖所有指针运算能力，可以直接使用uninitialized_copy()进行复制  
11. template <class _RandomAccessIter, class _Size, class _ForwardIter>  
12. inline pair<_RandomAccessIter, _ForwardIter>  
13. __uninitialized_copy_n(_RandomAccessIter __first, _Size __count, _ForwardIter __result, random_access_iterator_tag)  
14. {  
15.     _RandomAccessIter __last = __first + __count;  
16.     return pair<_RandomAccessIter, _ForwardIter>(__last, uninitialized_copy(__first, __last, __result));  
17. }  
18.   
19. //迭代器为只读型别，所指的对象不允许外界改变  
20. template <class _InputIter, class _Size, class _ForwardIter>  
21. pair<_InputIter, _ForwardIter>  
22. __uninitialized_copy_n(_InputIter __first, _Size __count, _ForwardIter __result, input_iterator_tag)  
23. {  
24.     /*针对输入范围内的每一个迭代器，函数会调用construct()函数产生迭代器所指对象的复制品， 
25.     放置于输出范围的相应位置上*/  
26.     _ForwardIter __cur = __result;  
27.     __STL_TRY{          
28.         for (; __count > 0; --__count, ++__first, ++__cur)  
29.         _Construct(&*__cur, *__first);  
30.         return pair<_InputIter, _ForwardIter>(__first, __cur);  
31.     }  
32.     __STL_UNWIND(_Destroy(__result, __cur));  
33. }  

上面函数都是返回 pair 对组类型。其实就是返回两个值，一个是 “只读” 型别的迭代器（_InputIter），一个是允许 “写入型” 的迭代器（_ForwardIter）。
下面这个函数 uninitiated_fill() 和 uninitiated_copy() 操作很像，只不过前者是赋值，后者是复制。

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1. //迭代器类型为“写入型”。该函数的功能就是给迭代器指定范围内赋值  
2. //具体实现过程参考函数 uninitialized_copy()  
3. template <class _ForwardIter, class _Tp>  
4. inline void uninitialized_fill(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last, const _Tp& __x)  
5. {  
6.     __uninitialized_fill(__first, __last, __x, __VALUE_TYPE(__first));  
7. }  
8.   
9. //判断数值型别，同 uninitialized_copy()  
10. template <class _ForwardIter, class _Tp, class _Tp1>  
11. inline void __uninitialized_fill(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last, const _Tp& __x, _Tp1*)  
12. {  
13.     typedef typename __type_traits<_Tp1>::is_POD_type _Is_POD;  
14.     __uninitialized_fill_aux(__first, __last, __x, _Is_POD());  
15. }  
16.   
17. template <class _ForwardIter, class _Tp>  
18. inline void  
19. __uninitialized_fill_aux(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last, const _Tp& __x, __true_type)  
20. {  
21.     fill(__first, __last, __x);  
22.     /*简化处理，参见<stl_algobase.h> 
23.     template <class _ForwardIter, class _Tp> 
24.     void fill(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last, const _Tp& __value)  
25.     { 
26.         for ( ; __first != __last; ++__first) 
27.             *__first = __value; 
28.     } 
29.     */  
30. }  
31.   
32. template <class _ForwardIter, class _Tp>  
33. void  
34. __uninitialized_fill_aux(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last, const _Tp& __x, __false_type)  
35. {  
36.     _ForwardIter __cur = __first;  
37.     __STL_TRY{  
38.         for (; __cur != __last; ++__cur)  
39.         _Construct(&*__cur, __x);  
40.     }  
41.     __STL_UNWIND(_Destroy(__first, __cur));  
42. }  

下面的函数 uninitiated_fill_n() 则是向指定欲初始化空间初始化(赋值)指定大小空间的指定值。

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1. template <class _ForwardIter, class _Size, class _Tp>  
2. inline _ForwardIter  
3. uninitialized_fill_n(_ForwardIter __first, _Size __n, const _Tp& __x)  
4. {  
5.     return __uninitialized_fill_n(__first, __n, __x, __VALUE_TYPE(__first));  
6. }  
7.   
8. template <class _ForwardIter, class _Size, class _Tp, class _Tp1>  
9. inline _ForwardIter  
10. __uninitialized_fill_n(_ForwardIter __first, _Size __n, const _Tp& __x, _Tp1*)  
11. {  
12.     typedef typename __type_traits<_Tp1>::is_POD_type _Is_POD;  
13.     return __uninitialized_fill_n_aux(__first, __n, __x, _Is_POD());  
14. }  
15.   
16. template <class _ForwardIter, class _Size, class _Tp>  
17. _ForwardIter  
18. __uninitialized_fill_n_aux(_ForwardIter __first, _Size __n, const _Tp& __x, __false_type)  
19. {  
20.     _ForwardIter __cur = __first;  
21.     __STL_TRY{  
22.         for (; __n > 0; --__n, ++__cur)  
23.         _Construct(&*__cur, __x);  
24.         return __cur;  
25.     }  
26.     __STL_UNWIND(_Destroy(__first, __cur));  
27. }  
28.   
29. template <class _ForwardIter, class _Size, class _Tp>  
30. inline _ForwardIter  
31. __uninitialized_fill_n_aux(_ForwardIter __first, _Size __n, const _Tp& __x, __true_type)  
32. {  
33.     return fill_n(__first, __n, __x);  
34.     /*简化处理，参见<stl_algobase.h> 
35.     template <class _OutputIter, class _Size, class _Tp> 
36.     _OutputIter fill_n(_OutputIter __first, _Size __n, const _Tp& __value) 
37.     { 
38.         for ( ; __n > 0; --__n, ++__first) 
39.             *__first = __value; 
40.         return __first; 
41.     } 
42.     */  
43. }