在C++中，智能指针（如 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr）默认使用全局的 new 和 delete 来管理内存，这在频繁创建销毁对象的场景下可能带来性能开销。通过自定义分配器并结合内存池技术，可以显著提升性能，减少堆碎片。虽然 std::unique_ptr 不直接支持分配器，但可以通过自定义删除器实现内存池集成；而 std::shared_ptr 可以配合自定义分配器使用。
内存池设计基础内存池预先分配一大块内存，按固定大小或可变大小划分块，避免频繁调用系统堆。一个简单的固定大小内存池大致结构如下：
class MemoryPool {
struct Block {
Block* next;
};
Block* free_list;
char* pool;
size_t block_size;
size_t pool_size;
public:
MemoryPool(size_t count, size_t size);
void* allocate();
void deallocate(void* p);
~MemoryPool();
};
该池在初始化时分配大块内存，并维护空闲链表。分配时从链表取块，释放时归还。
为 unique_ptr 集成内存池std::unique_ptr 不接受分配器，但允许自定义删除器。我们可以利用这一点，在删除器中调用内存池的回收函数：
struct PoolDeleter {
MemoryPool* pool;
void operator()(YourType* ptr) {
if (ptr) pool->deallocate(ptr);
}
};
<p>using PooledPtr = std::unique_ptr<YourType, PoolDeleter>;</p><p>// 使用示例
MemoryPool pool(100, sizeof(YourType));
auto ptr = PooledPtr::pointer(pool.allocate(), PoolDeleter{&pool});
new(ptr.get()) YourType(); // 定位 new</p> 注意：构造对象需使用定位 new，析构由删除器隐式调用对象析构函数后再归还内存。
shared_ptr 与自定义分配器std::shared_ptr 支持自定义分配器，可通过 std::allocate_shared 结合内存池分配器使用：
template<typename T>
class PoolAllocator {
public:
using value_type = T;
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>MemoryPool* pool;
PoolAllocator(MemoryPool* p) : pool(p) {}
T* allocate(size_t n) {
if (n != 1) throw std::bad_alloc();
return static_cast<T*>(pool->allocate());
}
void deallocate(T* p, size_t n) {
if (p) pool->deallocate(p);
} };
使用方式：
MemoryPool pool(100, sizeof(YourType)); auto sp = std::allocate_shared<YourType>(PoolAllocator<YourType>(&pool));
此时控制块和对象可能不在同一内存区域，若要完全控制，需更复杂的池设计或使用 boost::shared_ptr 配合完全自定义分配。
关键注意事项- 内存对齐：确保池分配的内存满足类型对齐要求，可使用 alignas 或 std::aligned_storage。
- 线程安全：若多线程使用，需在分配/释放操作加锁或使用无锁结构。
- 对象构造/析构：分配后必须调用构造函数，释放前调用析构函数，否则未定义行为。
- 池生命周期：确保内存池的生命周期长于所有从中分配的智能指针。
基本上就这些。通过删除器或分配器，C++智能指针可以高效集成内存池，提升性能。
以上就是C++智能指针自定义分配器 内存池集成的详细内容，更多请关注知识资源分享宝库其它相关文章！
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