尽管未定义 <new> 标头，但新抛出 bad_alloc？答案

【问题标题】：New throws bad_alloc despite <new> header not being defined?尽管未定义 <new> 标头，但新抛出 bad_alloc？
【发布时间】：2016-01-19 15:54:06
【问题描述】：

程序中的new 表达式怎么会抛出bad_alloc 错误，尽管没有#include <new>（因为这个错误is defined in the <new> header）？

从 3.7.4 开始。 N3337：

该库为全局分配和释放函数提供默认定义。一些全局分配和释放函数是可替换的 (18.6.1)。 C++ 程序应最多提供一个可替换分配或解除分配函数的定义。任何此类函数定义都会替换库 (17.6.4.6) 中提供的默认版本。以下分配和释放函数 (18.6) 在程序的每个翻译单元的全局范围内隐式声明。
void* operator new(std::size_t);

void* operator new[](std::size_t);

void operator delete(void*);

void operator delete[](void*);
这些隐式声明仅引入函数名称operator new、operator new[]、operator delete 和operator delete[]。 [ 注意：隐式声明不引入名称std、std::size_t，或库用来声明这些名称的任何其他名称。因此，一个新的表达，引用这些函数之一但不包括标题 <new> 的删除表达式或函数调用是格式正确的。但是，引用 std 或 std::size_t 是不正确的，除非已通过包含适当的标头来声明名称。 —尾注 ] 分配和/或释放函数也可以为任何类声明和定义

这对我来说仍然不清楚。隐式声明使用std::size_t 但不引入它们（bad_alloc 也必须如此）？并且std::size_t不需要在使用new表达式之前引入？可以理解这是怎么回事，还是我必须从表面上看？

【问题讨论】：

嗯，您正在链接标准 C++ 库，其中确实包含 <new>，因此知道 std::bad_alloc。
可能与官方允许 C++ 标准头文件包含任何其他 C++ 标准头文件这一事实有关，但我想就这些函数而言，这还不是全部。跨度>
经过一番实验，我得出结论，其实是这样的。我会写一个关于它的答案。

标签： c++ c++11 bad-alloc

【解决方案1】：

您的引述说这些全局函数存在并且按所述隐式声明。因此，当您调用new 时，标准库中的全局函数将被调用。全局函数new 的实现是抛出std::bad_alloc 的那个，并且该实现在编译时可以访问<new>，因此知道如何抛出std::bad_alloc。您的代码不需要知道 std::bad_alloc 是什么，除非您试图抓住它。但除了捕获它之外，这就像您从其他库中调用任何其他函数，可能会抛出一些任意异常。除非您试图捕获它，否则您不需要知道该异常的详细信息，但这并不能阻止被调用者抛出它。

【讨论】：

我认为程序使用的任何来自标准库的东西都必须有一个#include 标头？所以有一个标准库的隐式访问来找到new和delete函数的这些定义？即使是像int main(){} 这样的最小程序仍然需要访问标准库？
@SergeantPenguin 为了更加挑剔，当你说new 时，你并不是直接调用标准库。 new 是一种语言。在执行new 的过程中，该语言将导致调用全局分配函数以获取对象将驻留的实际内存（可能紧随其后的语言将对象的构造函数调用到该内存中） .标准库提供了一个默认的全局分配函数（带有指定的函数签名以便链接器可以找到它），这样您就不必自己编写了。

【解决方案2】：

名称std::size_t 只是其他整数类型的类型定义，可能是unsigned long 或unsigned long long。编译器知道new 的真实参数类型，即使名称size_t 不可见。

bad_alloc 类似。抛出bad_alloc 的运行时代码肯定包含<new> 标头，即使您的程序没有。

【讨论】：

【解决方案3】：

C++ 标准头文件允许包含任何其他 C++ 头文件。因此，您可以在不包括<new> 的情况下获得对std::bad_alloc 的依赖于实现的访问，在包括<cstddef> 等的情况下获得对std::size_t 的访问。我懒得在您的标准版本中查找它，但在 N4296 草案中它在 §17.6.5.2 中：

一个 C++ 头文件可能包含其他 C++ 头文件。

你可以用编译器试试这个。

int main()
{
    std::size_t x;    // error
    std::bad_alloc y; // error
}

现在让我们添加一个完全不相关的#include：

#include <complex>

int main()
{
    std::size_t x;    // probably not an error anymore, depends on compiler
    std::bad_alloc y; // probably not an error anymore, depends on compiler
}

【讨论】：