new A[0] -- 合法，但有什么用？它实际上是做什么的？

Question

根据 C++03 标准（5.3.4/7）：

当直接新声明符中表达式的值为零时， 调用分配函数来分配一个没有 元素。

根据我的阅读，这意味着该代码是合法的并且具有特定的效果：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class A
{
public:
    A() : a_(++aa_) {};
    int a_;
    static int aa_;
};
int A::aa_ = 0;

int main()
{
    A* a = new A[0];
    // cout << "A" << a->a_ << endl; // <-- this would be undefined behavior
}

当我在调试器下运行这段代码时，我看到A 的构造函数从未被调用过。 new 不会抛出，而是返回一个非空的、明显有效的指针。但是，a->a_ 处的值是未初始化的内存。

问题：

1. 在上面的代码中，a究竟指向什么？
2. “分配一个没有元素的数组”是什么意思？
3. 分配一个元素为零的数组有什么实际用途？

Answer 1

归结为：new whatever[0] 会返回一个有效地址，不同于任何其他当前分配的对象，但您不能取消引用。

它的典型用途是用于分配不同大小数组的代码，因此有时您可能有一个包含正数元素的数组，但有时是一个包含零元素的数组。即使您不能取消引用它，使用“正常”（有效）指针而不是（例如）空指针仍然可以简化相当多的代码。

仅举一个例子，考虑存储数组开始地址的典型情况，以及超出数组末尾的地址（并且具有从一个到另一个遍历的循环）。使用空指针，您不能进行这样的算术运算，因此任何处理过尾指针的事情都需要对空指针进行特殊的大小写。在您无法取消引用的有效非空指针的情况下，您仍然可以在没有任何特殊情况的情况下形成起始地址和结束地址。您编写的普通循环在数组为空时执行零次迭代，而不是只为非空指针执行循环的特殊代码。

Answer 2

您的a （有效）指向零个连续元素，并且已经构造了零个元素。表达式a->a_ 与a[0].a_ 相同，超出范围，因此行为未定义。

此外，“a->a_ 处的值是未初始化的内存”这句话似乎没有意义：一个值就是一个值，而内存就是内存——一个值不能成为内存.由于我们已经确定您永远不能取消引用a，因此要求a 指向的变量的任何类型的值都是没有意义的：a 只是没有指向任何有用的地方。

说delete[] a; 释放分配的内存并销毁所有零对象仍然是完全有效的（并且预期？！）。

(注意C的malloc函数也可以用参数0调用，但是除了free它之外，不能保证它的返回值。在C++中，::operator new[]实际上是需要返回的distinct，non-null 每次值（受重用已传递给 ::operator delete[] 的值的限制）。

Answer 3

在上面的代码中，a实际指向什么？

指向零元素数组。

“分配一个没有元素的数组”是什么意思？

这意味着我们得到了一个有效的数组，但大小为零。我们无法访问其中的值，因为没有，但是我们现在每个零大小的数组都指向不同的位置，我们甚至可以创建一个迭代器到过去的&a[0]。所以我们可以像使用其他数组一样使用它。

分配一个元素为零的数组有什么实际用途？

它只是让您不必在每次调用new 时检查n = 0。请注意，大小为零的静态数组是非法的，因为静态数组具有来自常量表达式的静态大小。此外，允许您使用一对迭代器调用任何标准或自定义算法。