shared_ptr的自定义内存分配器

# 1. 简介

## 1.1 介绍shared_ptr和其在C++中的作用

在C++中，`shared_ptr`是一个智能指针，用于管理动态分配的内存资源。它允许多个指针共享对同一对象的所有权，通过引用计数来跟踪资源的使用情况，当引用计数为零时，自动释放所管理的资源，从而避免内存泄漏。

## 1.2 引出为什么需要自定义内存分配器

尽管`shared_ptr`提供了方便的内存管理功能，但默认情况下它使用`new`和`delete`来分配和释放内存，这可能导致性能问题或不适合特定场景。因此，自定义内存分配器可以帮助优化内存管理和性能，适应特定需求。接下来我们将探讨如何实现自定义内存分配器。

# 2. 内存分配器基础

在本章中，我们将深入探讨内存分配器的基础知识，包括其在C++中的作用以及shared_ptr默认内存分配器的工作原理。让我们开始吧。

# 3. 自定义内存分配器的实现

在本章中，我们将详细讨论如何实现自定义内存分配器，以便在C++中与shared_ptr结合使用。自定义内存分配器可以帮助我们更好地管理内存并提高性能。

#### 3.1 编写一个简单的自定义内存分配器类

首先，我们需要编写一个自定义内存分配器类，这个类需要实现内存分配器的接口，主要包括allocate和deallocate函数。下面是一个简单的示例：

template <class T>
class CustomAllocator {
public:
    using value_type = T;

    CustomAllocator() noexcept = default;
    template <class U> CustomAllocator(const CustomAllocator<U>&) noexcept {}

    T* allocate(std::size_t n) {
        if (n > std::numeric_limits<std::size_t>::max() / sizeof(T))
            throw std::bad_array_new_length();
        T* ptr = static_cast<T*>(::operator new(n * sizeof(T)));
        if (!ptr)
            throw std::bad_alloc();
        return ptr;
    }

    void