为什么在 operator delete 中没有调用析构函数？

Question

我尝试调用::delete 来获取operator delete 中的一个类。但是没有调用析构函数。

我定义了一个类MyClass，其operator delete 已被重载。全局 operator delete 也被重载。 MyClass 的重载operator delete 将调用重载的全局operator delete。

class MyClass
{
public:
    MyClass() { printf("Constructing MyClass...\n"); }
    virtual ~MyClass() { printf("Destroying MyClass...\n"); }

    void* operator new(size_t size)
    {
        printf("Newing MyClass...\n");
        void* p = ::new MyClass();
        printf("End of newing MyClass...\n");
        return p;
    }

    void operator delete(void* p)
    {
        printf("Deleting MyClass...\n");
        ::delete p;    // Why is the destructor not called here?
        printf("End of deleting MyClass...\n");
    }
};

void* operator new(size_t size)
{
    printf("Global newing...\n");
    return malloc(size);
}

void operator delete(void* p)
{
    printf("Global deleting...\n");
    free(p);
}

int main(int argc, char** argv)
{
    MyClass* myClass = new MyClass();
    delete myClass;

    return EXIT_SUCCESS;
}

输出是：

Newing MyClass...
Global newing...
Constructing MyClass...
End of newing MyClass...
Constructing MyClass...
Destroying MyClass...
Deleting MyClass...
Global deleting...
End of deleting MyClass...

实际：

在调用MyClass 的重载operator delete 之前，只调用了一次析构函数。

预期：

对析构函数有两个调用。调用MyClass 的重载operator delete 之前的一个。另一个之前打电话给全球operator delete。

Answer 1

您误用了operator new 和operator delete。这些运算符是分配和释放函数。他们不负责构造或破坏对象。他们只负责提供放置对象的内存。

这些函数的全局版本是::operator new 和::operator delete。 ::new 和 ::delete 是新/删除表达式，new/delete 也是如此，与这些不同的是，::new 和 ::delete 将绕过特定于类的 operator new/operator delete 重载.

new/delete-expressions 构造/销毁和分配/解除分配（通过在构造之前或销毁之后调用适当的operator new 或operator delete）。

由于您的重载只负责分配/解除分配部分，它应该调用::operator new 和::operator delete 而不是::new 和::delete。

delete myClass; 中的delete 负责调用析构函数。

::delete p; 不调用析构函数，因为p 的类型为void*，因此表达式不知道要调用什么析构函数。它可能会调用您替换的::operator delete 来释放内存，尽管使用void* 作为delete-expression 的操作数是不正确的（请参阅下面的编辑）。

::new MyClass(); 调用你替换的::operator new 来分配内存并在其中构造一个对象。指向该对象的指针作为void* 返回到MyClass* myClass = new MyClass(); 中的新表达式，然后它将在此内存中构造另一个对象，结束前一个对象的生命周期而不调用其析构函数。

---

编辑：

感谢@M.M 对该问题的评论，我意识到void* 作为::delete 的操作数实际上是不正确的。 ([expr.delete]/1) 然而，主要的编译器似乎决定只警告这一点，而不是错误。在其格式错误之前，在 void* 上使用 ::delete 已经具有未定义的行为，请参阅 this question。

因此，您的程序格式错误，如果代码仍然能够编译，您无法保证代码确实执行了我上面描述的操作。

---

正如@SanderDeDycker 在他的回答下面指出的那样，您也有未定义的行为，因为通过在内存中构造另一个已经包含MyClass 对象的对象而不首先调用该对象的析构函数，您违反了[basic.life]/5，它禁止这样做如果程序依赖于析构函数的副作用。在这种情况下，析构函数中的printf 语句就有这样的副作用。

Answer 2

您的特定于类的重载未正确完成。这可以在您的输出中看到：构造函数被调用了两次！

在类特定的operator new中，直接调用全局操作符：

return ::operator new(size);

类似地，在特定于类的operator delete 中，执行：

::operator delete(p);

有关详细信息，请参阅operator new 参考页面。

Answer 3

见CPP Reference:

operator delete, operator delete[]

释放先前由匹配的operator new 分配的存储空间。 这些释放函数由 delete-expressions 和 销毁后释放内存的新表达式（或未能 构造）具有动态存储持续时间的对象。他们也可能是 使用常规函数调用语法调用。

删除（和新建）只负责“内存管理”部分。

所以很明显，析构函数只被调用一次——清理对象的实例。它会被调用两次吗，每个析构函数都必须检查它是否已经被调用过。