C++ 中的 new 和 new[] 有什么区别？

Question

我正在尝试找出 C++ 内存分配机制。我了解operator new() 和new 表达式之间的区别。

但是我发现here，operator new() 和operator new[]() 的原型几乎相同，operator new[]() 的默认实现应该只是调用operator new() 的相应版本。

我的问题是：

1. 如果我们可以简单地使用operator new()函数来分配任意大小的内存并将内存用作数组，那么operator new[]()的目的是什么？

2. 我试过这段代码：

   struct MyClass {
       MyClass() { cout << this << "::MyClass()" << endl;}
       ~MyClass() { cout << this << "::~MyClass()" << endl;}
   };
   
   int main()
   {
       MyClass *ptr = (MyClass *)::operator new[]( sizeof( MyClass) * 3);
       new (ptr) MyClass;
       new (ptr+1) MyClass;
       new (ptr+2) MyClass;
       delete[] ptr;
       return 0;
   }
   

   它在崩溃之前打印出以下消息：

   0x562ecf758e70::MyClass()
   0x562ecf758e71::MyClass()
   0x562ecf758e72::MyClass()
   0x562ecf758e90::~MyClass()
   0x562ecf758e8f::~MyClass()
   0x562ecf758e8e::~MyClass()
   0x562ecf758e8d::~MyClass()
   0x562ecf758e8c::~MyClass()
   0x562ecf758e8b::~MyClass()
   0x562ecf758e8a::~MyClass()
   0x562ecf758e89::~MyClass()
   0x562ecf758e88::~MyClass()
   0x562ecf758e87::~MyClass()
   0x562ecf758e86::~MyClass()
   0x562ecf758e85::~MyClass()
   0x562ecf758e84::~MyClass()
   0x562ecf758e83::~MyClass()
   0x562ecf758e82::~MyClass()
   0x562ecf758e81::~MyClass()
   0x562ecf758e80::~MyClass()
   0x562ecf758e7f::~MyClass()
   0x562ecf758e7e::~MyClass()
   0x562ecf758e7d::~MyClass()
   0x562ecf758e7c::~MyClass()
   0x562ecf758e7b::~MyClass()
   0x562ecf758e7a::~MyClass()
   0x562ecf758e79::~MyClass()
   0x562ecf758e78::~MyClass()
   0x562ecf758e77::~MyClass()
   0x562ecf758e76::~MyClass()
   0x562ecf758e75::~MyClass()
   0x562ecf758e74::~MyClass()
   0x562ecf758e73::~MyClass()
   0x562ecf758e72::~MyClass()
   0x562ecf758e71::~MyClass()
   0x562ecf758e70::~MyClass()
   *** Error in `/home/alec/.cpp-run/1/a.out': free(): invalid pointer: 0x0000562ecf758e68 ***
   

   为什么delete[] 试图破坏 30 个不存在且超出operator new[]() 分配的内存的对象？ 还有，为什么会崩溃？

Answer 1

关于问题 1)。即使operator new() 和operator new[]() 的默认版本做同样的事情，程序也可以覆盖operator new[] 并使 if 行为不同。这是一个自定义点。

在第 2 部分）。

标准说法中有一个脚注

218) operator new[] 或 operator delete[] 不直接负责记录重复计数或元素大小 数组。这些操作在数组new 和delete 表达式中的其他位置执行。但是，数组new 表达式可能会将size 参数增加到operator new[] 以获得存储补充信息的空间。

所以虽然new Myclass[3] 必须将3 存储在某个地方以便delete[] 可以找到它，但显然::operator new[]( sizeof( MyClass) * 3) 没有。至少不在delete[] 期望的地方。

所以看起来delete[] 碰巧找到了其他数字，然后继续摧毁不存在的物体，直到撞到墙上。