重载nothrow版本的new和delete

Question

请看下面的代码：

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<new>

using namespace std;


class ex
{
     int x;
public:
     ex():ex(0){}
     ex(int x):x(x)
     {
     //cout<<"\nConstructor";
     }


 void *operator new(size_t siz)
 {
     void *p;
     cout<<"\nOverloaded new operator normal version";
     p=malloc(siz);
     if(p==NULL)
     {
         bad_alloc ba;
         throw ba;
     }
     else
        return p;
 }
 void operator delete(void *p,size_t sz)
 {
     cout<<"\nOverloaded delete normal version:"<<sz;
     free(p);
 }


 void *operator new(size_t siz,const nothrow_t &tag)
 {
     void *p;
     cout<<"\nOverloaded new operator nothrow version";
     p=malloc(siz);
     if(p==NULL)
     {
        return 0;
     }
     else
        return p;
 }
 void operator delete(void *p,const nothrow_t &tag)
 {
     cout<<"\nOverloaded delete nothrow version";
     free(p);
 }


 void *operator new[](size_t siz)
 {
     void *p;
     cout<<"\nOverloaded new operator normal version in array";
     p=malloc(siz);
     if(p==NULL)
     {
         bad_alloc ba;
         throw ba;
     }
     else
        return p;
 }
 void operator delete[](void *p,size_t sz)
 {
     cout<<"\nOverloaded delete normal version in array:"<<sz;
     free(p);
 }


 void *operator new[](size_t siz,const nothrow_t &tag)
 {
     void *p;
     cout<<"\nOverloaded new operator nothrow version in array";
     p=malloc(siz);
     if(p==NULL)
     {
         return 0;
     }
     else
        return p;
 }
 void operator delete[](void *p,const nothrow_t &tag)
 {
     cout<<"\nOverloaded delete nothrow version in array";
     free(p);
 }

};


int main()
{
ex *pt;

pt=new ex;
delete pt;

pt=new ex[10];
delete[] pt;

pt=new(nothrow) ex;
delete pt;

pt=new(nothrow) ex[10];
delete[] pt;
}

以上代码的输出结果：

  Overloaded new operator normal version
  Overloaded delete normal version:4
  Overloaded new operator normal version in array
  Overloaded delete normal version in array:44
  Overloaded new operator nothrow version
  Overloaded delete normal version:4
  Overloaded new operator nothrow version in array
  Overloaded delete normal version in array:44
  Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.724 s
  Press any key to continue.

我的问题是：

1）为什么不会调用nothrow版本的delete。

2）我能在nothrow版本的delete中使用size参数吗，比如：

  void operator delete[](void *p,const nothrow_t &tag,size_t sz);

  or

  void operator delete(void *p,const nothrow_t &tag,size_t sz);

3) nothrow版本的delete有什么用途。

4) 我在new和new[]，delete和delete[]中使用了相同的代码，但一个是普通变量，另一个是数组变量，这怎么回事？

5) 编译器会发出警告：'operator new'必须不返回NULL，除非它被声明为'throw()'（或-fcheck-new生效）。如何解决这个问题？

- srilakshmikanthanp

---

请将换行符放在每行的末尾。首先，这样可以使输出更易读。其次，它会刷新流中的缓冲区，因此输出会立即可见。 - Ulrich Eckhardt

@UlrichEckhardt \n 不会强制刷新缓冲区，只有 std::endl 才能做到。 - underscore_d

是的，它并不一定如此。但在这种情况下，确实如此，因为 std::cout 默认与 C 标准 I/O 流同步，而 stdout 默认是行缓冲的。不过，使用 std::endl 或者更明确的 std::flush 更好。 - Ulrich Eckhardt

Answer 1

new的默认行为

C++在new失败时会抛出bad_alloc异常，除非你显式调用new(std::nothrow)。

这与用户是否重载了operator new没有关系。

因此，当你调用new而不传递std::nothrow时，即使你重载了new，你也不能使用nothrow版本。

---

new(nothrow)

请注意，你的nothrow版本确实会抛出异常，这是不正确的。它应该像下面这样：

void* operator new(size_t size, const nothrow_t& tag) noexcept
{
     void* p = malloc(size);
     return p; // don't throw from the nothrow version of new
}

然而，这不会改变所解释的行为：要达到new的nothrow版本，您必须在代码中显式调用它。

---

禁用异常

有一些编译器允许“禁用”异常, 例如gcc中的标志--exceptions。这是与编译器相关的，但在大多数情况下，除了旧版本的MSVC之外，禁用异常不会导致异常不被抛出，只会使编译器假设它们不会被抛出，如果new调用失败仍然会抛出异常。

参见：如果我在项目中禁用C ++异常，会发生什么？

gcc示例：http://coliru.stacked-crooked.com/a/daa465731e56c681

---

相关的SO问题:

• new会在任何情况下返回NULL吗？
• new运算符将返回NULL吗？
• 为什么C ++的new在失败时不返回NULL

也可以阅读：

• Herb Sutter关于new运算符的使用-第1部分
• Herb Sutter关于new运算符的使用-第2部分

---

operator delete

delete运算符永远不应抛出异常。两个版本都不应该，即nothrow和正常（非nothrow）。 那么，operator delete的nothrow版本的用途是什么？ 如果调用new来分配一个对象的内存空间，成功分配了内存空间但是这个对象的构造函数抛出了异常，那么new操作将失败并传播构造函数抛出的异常。在此之前需要释放已获得的内存空间，通过调用delete运算符来实现自动释放。如果刚刚失败的new是nothrow版本，则要调用的delete运算符将是nothrow版本，否则将是普通版本。请注意，两种版本的delete运算符都不应该抛出异常。同时注意，你无法手动调用delete运算符的nothrow版本！但是你可以创建一种情况，在这种情况下会被调用nothrow版本。

例子：

struct A {
    A() {
        throw "bahh";
    }
};

void operator delete(void* ptr) noexcept {
    std::cout << "normal delete" << std::endl;
    free(ptr);
}

void operator delete(void* ptr, const std::nothrow_t&) noexcept {
    std::cout << "nothrow delete" << std::endl;
    free(ptr);
}

int main() {
    std::cout << "calling new A" << std::endl;    
    try {
        new A(); // prints: normal delete
    }
    catch(const char* s) {
        std::cout << s << std::endl; // bahh
    }

    std::cout << "calling new(std::nothrow) A" << std::endl;    
    try {
        new(std::nothrow) A(); // prints: nothrow delete
    }
    catch(const char* s) {
        std::cout << s << std::endl; // bahh
    }
}

代码：http://coliru.stacked-crooked.com/a/7be9ce12d251b033

参见:

• https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/new/operator_delete
• C++中的operator delete是否会失败，如果不会，为什么？

- Amir Kirsh

---

抱歉，在那一行我犯了一个错误，但我会更改那一行if(p==NULL) { bad_alloc ba; throw ba; } 为 if(p==NULL) { return 0; } 但是，没有调用nothrow版本的delete运算符。 - srilakshmikanthanp

编译器发出警告：除非声明'throw()'（或启用-fcheck-new），否则'operator new'不得返回NULL。 - srilakshmikanthanp

不需要检查 if (p == NULL)，你可以直接返回 p；声明 throw() 是 C++98 中 noexcept 的等效语。 - Amir Kirsh

好的，但我没有其他四个问题的想法，你能帮忙解决吗？ - srilakshmikanthanp

感谢您的帮助和回答。 - srilakshmikanthanp

Answer 2

如果您尚未查看过 operator delete的cppreference页面，建议您现在去了解一下。

请注意，“标准”大小的删除运算符：

1.仅适用于C++14及更高版本； 2.仅适用于“通常的运算符”（即全局作用域中的运算符）。

为了完整起见，C++17已经添加了一组用于新new和delete的超对齐内存的重载。我还没有查看C++20的销毁删除重载。

针对特定类的大小删除重载并不太有意义，因为您可以轻松访问对象的大小（使用sizeof ex）。嗯，也许对于数组版本，可能会有一些用途。

您始终可以显式地调用自己的重载，例如：

ex::operator delete(pt, foo);

- Paul Floyd