最終更新日時: 2026年01月13日 11時19分13秒 (JST)
Akira Takahashi が更新

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class template
<memory>

# std::allocator

    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

名前 | 説明 | 対応バージョン
--- | --- | ---
`(constructor)` | コンストラクタ |
`(destructor)` | デストラクタ |
`operator=` | 代入演算子 |
`allocate` | メモリを確保する |
`allocate_at_least` | 指定した要素数以上のメモリを確保する | C++23
`deallocate` | メモリを解放する |
`address` | 変数のアドレスを取得する | C++17から非推奨 C++20で削除
`max_size` | 一度に確保可能なメモリの最大サイズを取得する | C++17から非推奨 C++20で削除
`construct` | 引数を元にインスタンスを構築する | C++17から非推奨 C++20で削除
`destroy` | インスタンスを破棄する | C++17から非推奨 C++20で削除

## メンバ型

名前 | 説明 | 対応バージョン
--- | --- | ---
`value_type` | 要素の型 `T` |
`propagate_on_container_move_assignment` | コンテナのムーブ代入時に、アロケータの状態を伝播するか。 `true_type` | C++14
`size_type` | 要素数を表す符号なし整数型 `size_t` |
`difference_type` | ポインタの差を表す符号付き整数型 `ptrdiff_t` |
`pointer` | 要素のポインタ型 `T*` | C++17から非推奨 C++20で削除
`const_pointer` | 読み取り専用の要素のポインタ型 `const T*` | C++17から非推奨 C++20で削除
`reference` | 要素の参照型 `T&` | C++17から非推奨 C++20で削除
`const_reference` | 読み取り専用の要素の参照型 `const T&` | C++17から非推奨 C++20で削除
`rebind<U>` | 型`U`を確保するように再束縛する | C++17から非推奨 C++20で削除
`is_always_equal` | 同じ型のアロケータオブジェクトが2つある場合、それらが常に同値であるか。`true_type` | C++17 C++20で非推奨 C++26で削除

## 非メンバ関数

名前 | 説明 | 対応バージョン
--- | --- | ---
`operator==` | 等値比較。常に`true`を返す |
`operator!=` | 非等値比較。常に`false`を返す |

## 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++20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

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### 処理系

- `propagate_on_container_move_assignment`
  - Clang: 3.4
  - GCC:
  - Visual C++: 2012, 2013

## 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 3170. `is_always_equal` added to `std::allocator` makes the standard library treat derived types as always equal
  - C++20で`is_always_equal`メンバ型が非推奨化された
- 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