“sizeof new int;”是未定义行为吗？

Question

代码：

#include<iostream>

using namespace std;

int main() 
{
    size_t i = sizeof new int;

    cout<<i;
}

在GCC编译器中，代码可以正常运行且没有任何警告或错误，并打印输出8。

但是，在clang编译器中，我收到了以下警告：

warning: expression with side effects has no effect in an unevaluated context [-Wunevaluated-expression]
    size_t i = sizeof new int;

• 哪个是正确的？
• sizeof new int; 是未定义行为吗？

- msc

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我看不出任何问题。这个警告更像是一种提醒，一切都在这里明确定义了。 - YSC

这个问题与C语言的为什么sizeof(x++)不会增加x的值？有关，但在C++中更加清晰。 - Bartek Banachewicz

@BartekBanachewicz - 在C语言中，更接近的等效方法是 sizeof malloc(some_value)，它不会调用 malloc() 函数，并且如果在 #include <stdlib.h> 之后执行，则会得到与 sizeof(void *) 相等的结果。 - Peter

有人可能会认为编译器关心的是 WTF (令人困惑) 因素。 - luk32

另请参阅在C++中，不对sizeof应用的表达式进行评估是否使得在sizeof内部解引用空指针或无效指针合法？ - Shafik Yaghmour

Answer 1

警告并未说明这是未定义行为，只是说使用的上下文，即 sizeof 不会触发副作用（new 的情况下是分配内存）。

[expr.sizeof] sizeof 运算符返回其操作数类型的非重叠对象占用的字节数。 操作数可以是表达式（未求值的操作数[expr.prop]）或带圆括号的类型标识符。

标准还有助于解释其含义：

[expr.context] (...) 未求值的操作数不会被求值。

这是一种很好的方法来编写 sizeof(int*)，虽然有点奇怪。

- Bartek Banachewicz

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这很奇怪，但也不是那么奇怪。使用表达式而不是类型的愿望可能是DRY的一个案例。事实上，在C语言中，这是malloc的一种已经确立的模式，不这样做通常会导致错误的代码。相比之下，直接写sizeof new T可能并不明智，但在宏扩展的上下文中可能会出现。 - Konrad Rudolph

这是一种不错但有点奇怪的写法，用于表达sizeof(int *)。我要补充说明的是，这种写法可能会令人困惑，因为它很可能被理解为sizeof( int )。 - Andrew Henle

Answer 2

new运算符返回分配内存的指针。new int将返回一个指针，因此sizeof new int;将返回一个指针的大小。这是有效的代码，这里没有未定义行为。

警告是合法的，只是警告关于副作用对操作数的影响，这是因为sizeof的操作数不会被计算。

例如：

int i = 1;
std::cout << i << '\n';     // Prints 1
size_t size = sizeof(i++);  // i++ will not be evaluated
std::cout << i << '\n';     // Prints 1

- haccks

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有趣的是，很容易让i++被评估：cpp.sh/9774o - Dan M.

@DanM.; int[i++] 将在运行时被评估，变长数组除外。请注意，C++ 不允许 VLA，但 GCC 和 clang 提供了这个扩展功能。 - haccks

是的，我知道。只是一个奇怪的陷阱。int(*)[i++]也是一样，取决于实现是否进行评估。 - Dan M.

这是未指定的行为。如果大小表达式是 sizeof 运算符操作数的一部分，并且更改大小表达式的值不会影响运算符的结果，则无法确定是否评估大小表达式。参考链接中有详细信息：https://port70.net/~nsz/c/c11/n1570.html#6.7.6.2p5 - Dan M.

@haccks 这个规则涉及到VLA。在C++标准中没有VLA。 - Dan M.