c++ - `new (std::nothrow)`是如何实现的？

Question

我有一个 C++ 程序，其中重载了 new 运算符。问题是如果我在 new 运算符中的分配失败，我仍然会调用构造函数。我知道我可以通过抛出 std::bad_alloc 来避免这种情况，但我不想那样做。

我怎样才能在重载的 new 运算符中失败并且仍然不调用我的构造函数？本质上，我想实现类似 new (std::nothrow) 的东西。

这里有一个例子来说明我的意思。 请注意我正在测试的系统on 没有内存保护。所以访问 NULL 不会做任何事情

示例 1:重载新运算符

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory>

class Test {

public:

    Test(void) {
        printf("Test constructor\n");
    }

    void print(void) {
        printf("this: %p\n", this);
    }

    void* operator new(size_t size, unsigned int extra) {

        void* ptr = malloc(size + extra);
        ptr = NULL; // For testing purposes
        if (ptr == NULL) {
            // ?
        }
        return ptr;
    }
};

int main(void) {

    Test* t = new (1) Test;            
    t->print();
    printf("t: %p\n", t);

    return 0;
}

这个的输出是:

$ ./a.out
Test constructor
this: 00000000
t: 00000000

很明显，构造器在 new 失败时被调用。

示例 2:使用 new (std::nothrow) 的大型类声明

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory>

class Test {

    int x0[0x0fffffff];
    int x1[0x0fffffff];
    int x2[0x0fffffff];
    int x3[0x0fffffff];
    int x4[0x0fffffff];
    int x5[0x0fffffff];
    int x6[0x0fffffff];
    int x7[0x0fffffff];
    int x8[0x0fffffff];
    int x9[0x0fffffff];
    int xa[0x0fffffff];
    int xb[0x0fffffff];
    int xc[0x0fffffff];
    int xd[0x0fffffff];
    int xe[0x0fffffff];
    int xf[0x0fffffff];

public:

    Test(void) {
        printf("Test constructor\n");
    }

    void print(void) {
        printf("this: %p\n", this);
    }
};

int main(void) {

    Test* t = new (std::nothrow) Test;    
    t->print();
    printf("t: %p\n", t);

    return 0;
}

这个的输出是:

this: 00000000
t: 00000000    

很明显，当 new 失败时，构造器不会被调用。

那么我如何在我的代码中实现new (std::nothrow) 类功能重载 new 运算符？

Answer 1

编译器是否在调用后检查空指针operator new 与否，在调用析构函数之前，取决于分配器函数是否有非抛出异常规范与否。如果不是，编译器假定如果没有可用内存，operator new 将抛出。否则，它假定 operator new 将返回一个空指针。在你的情况，你的 operator new 应该是:

void* operator new( size_t size, unsigned int extra ) throw()
{
    //...
}

或者如果您可以依靠 C++11 支持:

void* operator new( size_t size, unsigned int extra) noexcept
{
}