c++ - 返回空指针的用户定义的 operator new

Question

我知道那里有相当多的 C++ 常见问题解答(以及关于 SO 的答案)说没有必要检查普通 new 表达式的返回值是否为 null，因为普通 new 表达式通过抛出异常来指示失败。他们基本上声明普通的 new 表达式永远不会返回 null。 (“普通新表达式”是指不是 nothrow 的新表达式)。

然而，尽管这看起来像是一个非常基本的问题，但我突然意识到我不明白他们在给出答案时所做的具体假设(如果有的话)。

特别是，我想知道是否允许我重载 ::operator new 的基本普通形式以始终返回空指针，因此期望所有使用该运算符的普通 new 表达式都将现在也返回空指针。

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

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 ::operator new 声明为非抛出是否合法？

如果上面的代码没问题，那么我假设当有人说一个普通的新“从不返回空指针”时，他们是在假设标准库提供的 ::operator new 没有被替换。这个假设是否正确？

Answer 1

可以替换的运算符如下

[替换.函数]

(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，它必须在发生错误时抛出

[new.delete.single]

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

3 Required behavior: Return a non-null pointer to suitably aligned storage (3.7.4), or else throw a bad_alloc exception. This requirement is binding on a replacement version of this function.

然而，您可以安全地将非抛出的 noexcept 重载替换为始终返回 null 的函数，因为调用这些重载的任何人都必须知道此行为并相应地检查返回值。显然，除非传递 nothrow 标记，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 Required behavior: Return a non-null pointer to suitably aligned storage (3.7.4), or else return a null pointer. This nothrow version of operator new returns a pointer obtained as if acquired from the (possibly replaced) ordinary version. This requirement is binding on a replacement version of this function.