make_unique 的异常感知 malloc 版本答案

【问题标题】：Exception-aware malloc version of make_uniquemake_unique 的异常感知 malloc 版本
【发布时间】：2017-04-18 12:31:10
【问题描述】：

在C++11 中没有make_unique（不能使用C++14），尽管可以很快像这样模拟（已经有很多答案建议这样）：

template< typename T, typename ... Args >
std::unique_ptr< T > my_make_unique (Args && ... args) {
  return { new T( std::forward< Args >( args )... ) };
}

如果想要的结果是在 typename T 上调用 new / delete，这很好。在我的情况下，这不是因为我覆盖了全局new / delete，它在内部将（在方便的情况下）使用unique_ptr。因此，我使用malloc 和基于malloc 的各种包装器和分配器来使STL 容器在使用站点上工作而不会产生额外的膨胀。在出现异常之前，我在这种方法上做得很好......

基于this question 中的答案，到目前为止，我认为这是一个可能的通用解决方案：

template< typename T >
struct destroy_free {
  void operator() (void * p) {
    if ( !p ) return;
    static_cast< T* >( p )->~T();
    free( p );
  }
};
template< typename T, typename ... Args >
auto malloc_make_unique (Args && ... args) -> std::unique_ptr< T, destroy_free< T > > {
  if ( auto ptr = malloc( sizeof(T) ) )
    return { new ( ptr ) T( std::forward< Args >( args )... ) };
  return { nullptr }; // global new would throw bad_alloc here.
}

这似乎没问题，但这里完全忽略了异常处理，关于 new (ptr) T(...) 的工作方式，而不是 new T(...)，以及这如何影响 make_unique 的任何版本，尤其是在使用自定义分配方法时。

首先，我知道投掷std::bad_alloc 是不明智的，但我相信最小意外原则适用于此，并且可以模仿new 的行为（即，在分配失败时投掷而不是返回nullptr)。这引出了两个问题。

1.用throw std::bad_alloc()代替return { nullptr }合理吗？

2。要正确复制new T(...)的行为，如果构造函数抛出了异常就需要被捕获，这样可以立即释放内存然后重新抛出构造函数异常？

假设两者都是，下面是正确处理这种情况还是有什么其他需要考虑的？

template< typename T, typename ... Args >
auto malloc_make_unique_v2 (Args && ... args) -> std::unique_ptr< T, destroy_free< T > > {
  if ( auto ptr = malloc( sizeof(T) ) ) try {
    return { new ( ptr ) T( std::forward< Args >( args )... ) };
  } catch( ... ) { // catch constructor exceptions
    // assumed: memory allocated but object not constructed
    free( ptr ); // release memory, object was not constructed?
    throw; // propagate whatever the exception was during construction?
  }
  throw std::bad_alloc(); // no memory allocated, throw bad_alloc?
}

编辑 - 请注意，为了简单起见，我忽略了对齐。

【问题讨论】：

函数是否抛出或返回 nullptr 是一个设计决定。但是抛出一些错误并为其他人返回nullptr 的概念——你的第一个版本就是这样做的——会让你的代码的用户感到困惑/烦恼。

标签： c++11 exception-handling malloc unique-ptr placement-new

【解决方案1】：

假设两者都是，下面是正确处理这种情况还是有什么其他需要考虑的？

我觉得不错。

std::allocate_shared 使用自定义分配器分配的对象内存创建 shared_ptr。你所做的本质上是allocate_unique，它在标准 c++ 中不存在（也许还存在）。也许您可以创建使用 malloc/free 的自定义分配器，然后实现您自己的 make_unique（如果没有的话）和 allocate_unique。

【讨论】：