如何让std::pmr::map的分配器为std::string元素分配内存？

1. std::pmr::map的分配器能否用于容器元素的内存分配？ #

可以，但需要满足两个前提：

• 容器的分配器需被包装为std::scoped_allocator_adaptor，该适配器负责将外层容器的分配器传递给需要内部内存分配的元素（比如字符串、嵌套容器）。
• 元素类型要支持接收并使用外部分配器（即std::uses_allocator<T, Alloc>::value == true）。

默认情况下，std::pmr::map的分配器是std::pmr::polymorphic_allocator，但普通std::string不会自动继承这个分配器——因为std::string的默认分配器是std::allocator<char>，与pmr分配器类型不兼容，且std::uses_allocator<std::string, std::pmr::polymorphic_allocator<char>>为false。

2. 让std::string使用map的pmr分配器的可行方案 #

你提到不想用std::pmr::string，但需要明确：普通std::string的分配器类型是固定的std::allocator<char>，无法直接替换为pmr分配器。如果坚持在代码中写std::string作为键类型，有两种可行方式：

方式一：typedef别名替换（本质还是pmr::string） #

在局部作用域中将std::stringtypedef为std::pmr::string，这样代码中写std::string时，实际使用的是pmr兼容的字符串类型，会自动继承容器的分配器：

#include <map>
#include <string>
#include <memory_resource>

// 在当前作用域内替换std::string为pmr版本
namespace std {
    using string = pmr::string;
}

int main() {
    char buffer[1024];
    std::pmr::monotonic_buffer_resource pool(buffer, sizeof(buffer));

    // 此时map的键是pmr::string，会自动使用pool的内存资源
    std::pmr::map<std::string, uint8_t> test(&pool);
    test.emplace("example_key", 42);
}

方式二：使用scoped_allocator_adaptor配合自定义可分配字符串类型 #

如果不想替换全局std::string，可以自定义一个包装std::string的类型，让它支持接收pmr分配器，再配合scoped_allocator_adaptor：

#include <map>
#include <string>
#include <memory_resource>
#include <scoped_allocator>
#include <type_traits>

// 自定义支持分配器的字符串包装类
struct AllocAwareString {
    std::string data;

    // 带分配器的构造函数：利用pmr分配器为std::string分配内存
    template <class Alloc>
    AllocAwareString(const char* s, const Alloc& alloc)
        : data(s, std::allocator<char>(alloc.resource())) {}

    // 支持map的键比较逻辑
    bool operator<(const AllocAwareString& other) const {
        return data < other.data;
    }
};

// 告诉scoped_allocator_adaptor该类型可以接收外部分配器
namespace std {
    template <class Alloc>
    struct uses_allocator<AllocAwareString, Alloc> : std::true_type {};
}

int main() {
    char buffer[2048];
    std::pmr::monotonic_buffer_resource pool(buffer, sizeof(buffer));

    // 用scoped_allocator_adaptor包装pmr分配器
    using MapAlloc = std::scoped_allocator_adaptor<
        std::pmr::polymorphic_allocator<std::pair<const AllocAwareString, uint8_t>>
    >;

    using MyMap = std::map<AllocAwareString, uint8_t, std::less<AllocAwareString>, MapAlloc>;

    // 初始化map，传入关联到自定义内存池的分配器
    MyMap test(std::less<AllocAwareString>{}, MapAlloc{&pool});

    // 插入元素：AllocAwareString会自动使用pool的资源分配内存
    test.emplace("custom_key", 99);
}

关键注意事项 #

• 普通std::string无法直接通过scoped_allocator_adaptor使用pmr分配器，因为其分配器类型与pmr分配器不兼容。std::pmr::string是官方提供的pmr兼容字符串类型，也是最简洁的解决方案。
• scoped_allocator_adaptor的核心场景是嵌套容器（如std::map<std::string, std::vector<int>>），让内层容器自动继承外层容器的分配器。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Abhijit