运算符new重载c++，处理失败无异常答案

【问题标题】：Operator new overloading c++, handling failure without exception运算符new重载c++，处理失败无异常
【发布时间】：2015-09-24 11:49:55
【问题描述】：

我正在开发一个不使用异常的项目，并且应该保持这种状态。为了使用我自己的内存管理器，我重载了（重写可能更正确）新运算符。在我的内存管理器中，如果分配失败 - 将返回 NULL。现在虽然 new 运算符返回 NULL，但正在调用构造函数，然后我得到一个 seg 错误，因为我没有分配内存。我想要的功能是，如果 new 运算符返回 NULL，则不应调用构造函数（之后我将检查对象是否已成功初始化）。

我希望它像这样工作：

myObject = new object(...);
if (NULL == myObject)
    printf("error")
else
    do something

谢谢！

【问题讨论】：

operator new and operator new[] functions 只分配内存，当您使用new 运算符时，编译器会创建代码来调用可能的构造函数。返回空指针（nullptr 或 0）是失败时的正确行为。
new object(...) 分配内存并调用构造函数。我希望它仅在分配成功时才调用构造函数。我知道我需要的 nothrow 选项，但是在重载时如何做这样的事情？
@JoachimPileborg 仅当您通过 noexcept 或 throw() 将分配函数声明为非抛出时，请参阅 [basic.stc.dynamic.allocation]p3 - 我不清楚是否这是在禁用异常时暗示的。

标签： c++ operator-overloading new-operator

【解决方案1】：

你需要调用new (nothrow)，像这样：

myObject* = new (std::nothrow) myObject(...);

然后，您需要覆盖带有std::nothrow_t 的operator new，而不是覆盖常规operator new。有关更多信息，请参见此处：http://www.cplusplus.com/reference/new/nothrow/

没有nothrow 的常规operator new 不应该在失败时返回null，而是应该抛出。由于不允许投掷，因此无法实现这些运算符（除非在失败时调用 abort() 或类似的东西）。

最后，在编译期间完全禁用异常可能会有所帮助。我希望那时会发现这种错误（我不确定）。

【讨论】：

这不是唯一的方法，特别是如果您正在编写自己的operator new。 [basic.stc.dynamic.allocation]p3 "如果具有非抛出异常规范的分配函数分配存储失败，则应返回空指针。任何其他分配存储失败的分配函数应指示失败只能通过抛出与 std::bad_alloc 类型的处理程序匹配的类型的异常。"
@dyp：“具有非抛出异常规范的分配函数”与采用std::nothrow_t 的operator new 有何不同？在我看来，nothrow 是 noexcept，而“常规”则不是，所以我不完全确定你在开什么车。
std::nothrow_t 不是异常规范。另外，我在引用中删除了一个引用：在 "non-throwing exception speficiation" 之后，[basic.stc.dynamic.allocation]p3 指的是 [except.spec]，这是关于“异常规范”。虽然您不能用noexcept 替换默认的operator new(size_t)，但您可以为noexcept 的类类型编写自定义分配函数。
在 C++03 中，相同的段落是："如果使用空异常规范 (15.4) throw() 声明的分配函数未能分配存储，则应返回一个空指针。”
@user3445972 请提供Minimal, Complete, Verifiable Example。下面是一个如何替换分配和释放函数的示例，以便它们可以通过返回空指针而失败：coliru.stacked-crooked.com/a/dcb4aa772cdfd89e

【解决方案2】：

最终解决方案是在 new 的函数声明末尾添加“throw()”。

void* operator new (size_t size) throw()

可以在常规 new 或 new (nothrow) 中完成。在我的实施中，将它添加到常规 new 中会产生预期的效果，即任何“新”调用都能够在失败时返回 NULL。

还有一个选项可以在编译中使用“--force_new_nothrow”标志。

可以找到关于两者的更多信息 here

【讨论】：

【解决方案3】：

您必须手动完成，即。

object * create_object(MemoryManager & mem, ...) {
   void * chunk = mem.get_memory_for_object();
   if (chunk == NULL) return NULL;
   return new (chunk) object(...); // inplace new 
}

【讨论】：

【解决方案4】：

我假设您想提供一个自定义的、特定于类的分配函数，而不是在全局命名空间中重载 new 运算符。

tl;博士

自 C++11 起：使用 noexcept 声明您的自定义 operator new，一切正常。

void* T::operator new (size_t size) noexcept;

完整答案

虽然 John 给出的当前接受的答案提出了一个可行的解决方案，但它暗示std::nothrow 标签是必要的，没有它就无法做到，这是错误的。

此答案只是@dyp 的（正确）评论，扩展为完整答案并带有标准的当前引用。

C++11 standard 在 [basic.stc.dynamic.allocation] 第 3 段中说：

如果使用非抛出异常规范 (15.4) 声明的分配函数未能分配存储，它应返回一个空指针。任何其他分配存储失败的分配函数只能通过抛出与 std::bad_alloc (18.6.2.1) 类型的处理程序 (15.3) 匹配的类型的异常来指示失败。

多年来，这句话已被重写，但在 C++14、C++17 和 C++20 中出现了语义等价的内容。 The current working draft for C++23 在 [basic.stc.dynamic.allocation] 中有这一段：

具有非抛出异常规范 (14.5) 的分配函数通过返回空指针值来指示失败。任何其他分配函数从不返回空指针值，并且仅通过抛出与 std::bad_alloc (17.6.4.1) 类型的处理程序 (14.4) 匹配的类型的异常 (14.2) 来指示失败。

“非抛出异常规范”在 [except.spec] 中定义。如果您将noexcept 作为后缀添加到声明中，则函数具有此规范。因此，问题中给出的代码可以完全正常工作，但是必须使用 noexcept 声明自定义 new 运算符：

void* T::operator new (size_t size) noexcept;

或者，直到 C++17，使用 throw() 而不是 noexcept 也可以工作，但它已在 C++11 中被弃用并在 C++20 中被删除。这是 C++11 之前要走的路。 OP最终根据他们自己的答案使用了这个。

【讨论】：