当我在空指针上调用“delete”时，为什么会调用“operator delete”？

Question

在阅读这个问题的答案时，我注意到答案（例如这个）暗示即使在空指针上执行delete语句，也可以调用operator delete。

因此，我编写了以下简短代码片段：

class Test {
public:
    void* operator new( size_t ) { /*doesn't matter*/ return 0; }
    void operator delete( void* ptr ) {
        ptr; //to suppress warning and have a line to put breakpoint on
    }
};

int main()
{
    Test* ptr = 0;
    delete ptr;
}

令我惊讶的是，使用空指针ptr时会调用Test::operator delete()。

据我所知，operator new用于分配内存，operator delete将内存返回给分配器。如果我在空指针上调用delete语句，这意味着指针后面没有对象，并且没有内存可以返回给分配器。

delete语句包括调用析构函数。当我传递一个空指针时，析构函数肯定不会被调用 - C ++会处理这个问题。那么为什么在这种情况下调用operator delete呢？

- sharptooth

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请问为什么在分配零长度数组时会调用 operator new 函数：new Test[0]; ... ;) - Yakov Galka

@ybungalobill：这很容易 - 标准要求返回的指针必须有效且不同。 - sharptooth

请注意，如果您将析构函数声明为虚函数，那么重载的 operator delete 将不会被调用。实现通常会直接从析构函数中调用该函数，并在调用析构函数时不进行空指针检查（从而节省一些指令）。只有在需要进行虚拟分派时才会提前执行检查。 - avakar

还有一件事：从析构函数中调用运算符很方便，因为它可以节省一个虚拟分派。 - avakar

Answer 1

即将推出的C++0x标准中（第5.3.5节[expr.delete]），语言如下：

如果delete表达式的操作数值不是空指针值，则delete表达式将调用一个释放函数（3.7.4.2）。否则，未指定是否调用释放函数。[注意：无论对象或数组的某个元素的析构函数是否抛出异常，都会调用释放函数。—注]。

因此，这是未指定的行为，一些编译器在删除空指针时可能会调用operator delete，而其他编译器则可能不会。

编辑：标准中使用的“释放函数”这一术语似乎引起了一些混淆。它带有一个参考文献。3.7.4.2 [basic.stc.dynamic.deallocation]中的一些关键语言可能有助于澄清：

如果类T具有名为operator delete的成员释放函数，该函数恰好有一个参数，则该函数是常规（非放置）释放函数。

标准还非常明确地要求用户定义的operator delete需要接受一个空指针值作为参数：

提供给释放函数的第一个参数的值可以是空指针值；如果是这样，并且释放函数是标准库中提供的，则调用没有效果。

但由于未指定的行为5.3.5，您不应该依赖于指针为空时调用operator delete。

- Ben Voigt

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嗯，这段代码片段讨论的是释放函数，而不是运算符。 - Hans Passant

C++03似乎在这个问题上表述得含糊不清。它说“如果delete的操作数值是空指针，则操作没有效果”，然后，“如果delete表达式调用实现的回收函数...”，接着，“delete表达式将调用一个回收函数”。所以要么它不能调用重载运算符，要么它是未指明的，要么它必须调用它。以上是三种可能性之一;-) - Steve Jessop

@Hans：释放函数是实现operator delete的函数。这个术语来自于运算符出现在表达式中，而实现它们的函数就是函数。换句话说，你需要在术语上进行某种分离。 - Yakov Galka

Answer 2

operator delete就像其他运算符一样，为什么它不能被调用呢？在被调用之前，它无法检查其参数。

这就像问为什么在添加0时会调用operator+。

- Tyler McHenry

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delete语句不仅会调用operator delete函数，它还会先调用析构函数，在调用析构函数之前必须进行空指针检查（因此在调用operator delete之前必须进行检查）。与其他运算符重载不同，operator delete函数有其特殊性。 - Ben Voigt

好的，但编译器无法确定当给出空指针时，用户定义的operator delete是否为no-op。例如，它可以记录一些内容，指示您尝试删除空指针。 - Tyler McHenry

同意Ben Voigt的观点：当您键入delete p;时，编译器首先调用对象的析构函数，然后调用释放函数operator delete。系统必须能够诊断指针是否为0，以避免调用析构函数（它不会调用），因此从技术上讲，它也可以避免调用释放器。 - David Rodríguez - dribeas

实际上，C++标准明确允许编译器避免使用空指针值调用 operator delete。 - Ben Voigt