通过类中的重载运算符 new 返回不同的类指针答案

【问题标题】：Returning a different class pointer by overloaded operator new in a class通过类中的重载运算符 new 返回不同的类指针
【发布时间】：2013-08-27 13:19:02
【问题描述】：

假设我有这个示例代码：

class A
{
public:
     static void* operator new(size_t sz);

private:
int xA;
float yA;
};

class B : public A
{
private:
int xB;
float yB;
};

void* A::operator new(size_t sz)
{
   void* ptr = (void*)new B();
   return ptr;
}

int main()
{
B* b = (B*) new A();
// Use b ..
delete b;
return 0;
}

这里将按顺序调用构造函数（在 VS2012 中测试）：

构造函数
B 构造函数
构造函数

前两个构造函数调用是因为重载的 operator new 函数中的new B()。但随后将在函数返回的指针上再次调用 A 构造函数，因为重载的 operator new 应该返回指向空闲内存的指针（不创建对象），因此再次调用构造函数。

如果我在此示例中使用指针 b，这是未定义的行为吗？

【问题讨论】：

你应该返回原始内存。运算符 new 和 new 表达式（也将调用 ctor）之间存在差异
为A 重载new 和delete 运算符来创建/销毁B 对象真是太可怕了！
这里出了点问题。如发布的那样，代码具有无限递归。 B 从A 继承operator new，所以A::operator new 中的new B() 表达式调用A::operator new。

标签： c++ pointers constructor new-operator

【解决方案1】：

您发布的代码具有无限递归，因为您调用 A::operator new 来自A::operator new；班级B 从A 继承operator new。

除此之外，你对编译器撒谎，导致 undefined 行为。在new A 之后，你有一个指向一个对象的指针类型是A。您可以合法地将其地址转换为B*，但是你可以用B* 做的就是将它转换回A*；其他任何事情都是未定义的行为。

目前尚不清楚您要使用A::operator new 中的new B 实现什么目标。编译器将考虑任何内存从operator new 作为原始内存返回；在这种情况下，它将在其中构造一个A 对象，从那时起，所有你有一个A 对象。任何将其用作B 的尝试对象是未定义的行为。（当然，如果你真的需要破坏A::operator new中创建的B，不能因为你已经覆盖了它。

最后：你不必将operator new 声明为static；暗示是，不写static 是惯用的这个案例。同样，将new B 的结果分配给一个void*，转换是惯用的，不是惯用的使其明确。（也最好避免C风格强制转换，因为它们隐藏了太多错误。）

【讨论】：

感谢您的详细解答。我不想使用这段代码，只是想知道这是否是未定义的行为。

【解决方案2】：

一般来说，operator new() 不应该创建一个对象，它应该为一个对象创建空间。您的代码将用A 对象覆盖B 对象，然后将其用作B 对象，是的，这将是“未定义的”（可能在“将对象转换为不同的对象”下的文档中进行了介绍类型，它最初不是创建的）。

这在这种特殊情况下似乎可以工作，但如果B 的构造函数更复杂（例如B 中有虚函数），它将立即无法正常工作。

如果你想为一个对象分配内存，你可以这样做：L

void* A::operator new(size_t sz)
{
   void* ptr = (void*)::new unsigned char[sz];
   return ptr;
}

现在您不会为同一个对象调用两个不同的构造函数！

【讨论】：

只是一个笨蛋，但尽管他声称，他的代码从未为任何事情调用任何构造函数；在到达第一个构造函数调用之前，它会进入无限递归。
嗯，我在想它可能会这样做，因为新的（我添加的）前面缺少 ::。
这是一个很好的预防措施。尽管在您的情况下，没有必要，因为 operator new 是在正在构造的对象的范围内查找的（或者在 new[] 的情况下是元素类型），而不是在调用发生的范围内。（当然，当我想要原始内存时，我会直接调用::operator new( sz )。我似乎让目的更明确。在这种情况下，你需要::，因为这只是一个日常函数调用。 )

【解决方案3】：

operator new 的约定只是内存分配，稍后由 new-expression （通过调用构造函数）或如果直接调用运算符则由程序代码完成初始化。

你想做的事不能做，不能那样做。您可以重新设计以使用工厂成员函数，该函数将返回指向 B 对象的指针，例如...

【讨论】：