返回空指针的用户定义运算符 new

Question

我知道那里很少有 C++ 常见问题解答（以及关于 SO 的答案）说没有必要检查纯新表达式的返回值是否为 null，因为纯新表达式通过抛出异常表示失败。他们基本上声明普通的 new-expression 永远不会返回 null。 （“普通新表达式”是指不是 nothrow 的新表达式）。

然而，尽管这看起来是一个非常基本的问题，但我突然意识到，当他们给出这个答案时，我不明白他们做出了什么具体假设（如果有的话）。

特别是，我想知道是否允许我重载::operator new 的基本纯格式以始终返回空指针，因此希望所有使用该运算符的纯新表达式现在也将返回空指针。

根据语言规范，如果我的::operator new 被声明为不抛出，那么我可以/应该通过返回一个空指针来指示内存分配失败。所以，让我们这样做

void *operator new(size_t s) throw() {
  return 0;
}

int main() {
  int *i = new int;
}

在我的实验中，上面的 new 表达式确实成功地返回了一个空指针。那么，我是否违反了上述代码中的任何规则？将普通的 ::operator new 声明为不抛出是否合法？

如果上面的代码没问题，那么我假设当有人声明一个普通的新“从不返回空指针”时，他们会假设标准库提供的 ::operator new 版本没有被替换。这个假设正确吗？

Answer 1

可以替换的运算符如下

[replacement.functions]

(2.1) — operator new(std::size_t)
(2.2) — operator new(std::size_t, const std::nothrow_t&)
(2.3) — operator new[](std::size_t)
(2.4) — operator new[](std::size_t, const std::nothrow_t&)
(2.5) — operator delete(void*)
(2.6) — operator delete(void*, const std::nothrow_t&)

void *operator new(size_t s) throw() 无效，有出错时抛出

[new.delete.single]

void* operator new(std::size_t size);

3 必需的行为：返回一个 non-null 指针以适当对齐 storage (3.7.4)，否则抛出 bad_alloc 异常。 这个要求 正在绑定此函数的替换版本。

但是，您可以安全地将非抛出 noexcept 重载替换为始终返回 null 的函数，因为调用这些重载的人必须意识到这种行为并相应地检查返回值。显然，除非传递 nothrow 标签，否则它们不会被调用，即int* i = new (std::nothrow) int;

void* operator new(std::size_t size, const std::nothrow_t&) noexcept;

7 必需的行为：返回一个非空指针以适当对齐 storage (3.7.4)，否则返回一个空指针。这个 nothrow 版本 operator new 返回一个指针，就好像从 （可能被替换）普通版。该要求对 此函数的替换版本。