操作符 new 和放置新操作后删除？

Question

假设我想将一个对象放在“堆”上，但我需要在它之后分配一些额外的内存。

我的理解是，以下是符合标准的方法：

（暂时假设没有任何内容覆盖

new

，并且

SomeClass

的析构函数不会抛出）

#include <new>

void f(std::size_t n) {
    void* buf = ::operator new(sizeof(SomeClass) + n);
    SomeClass* obj = new(buf) SomeClass;

    // Do stuff with obj

    obj->~SomeClass();
    ::operator delete(buf);
}

但是假设我不想一直保留

buf

变量。也许我在一个函数中创建了该对象，然后在其他函数中销毁它，并且我不方便继续与

buf

一起传递

obj

。这样做是否有效：

#include <new>

void f(std::size_t n) {
    void* buf = ::operator new(sizeof(SomeClass) + n);
    SomeClass* obj = new(buf) SomeClass;

    // Do stuff with obj

    obj->~SomeClass();
    ::operator delete(static_cast<void*>(obj));
}

我无法从参考中最终确定由placement new返回的指针，如果转换为

void*

，是否被认为是由

operator new

返回的“相同”指针。

最后，这样的事情是否有可能有效：

#include <new>

void f(std::size_t n) {
    void* buf = ::operator new(sizeof(SomeClass) + n);
    SomeClass* obj = new(buf) SomeClass;

    // Do stuff with obj

    delete obj;
}

我认为它无效，但从技术上讲，

obj

是由

new

表达式返回的，并且它位于由

new

运算符分配的内存中，所以也许？

编辑：我刚刚想到，另一种方法是为

operator new

添加覆盖，然后在新的放置中使用它？换句话说，这样的东西有效吗：

#include <new>

enum class ExtraSpace : std::size_t {}; 

void* operator new(std::size_t size, ExtraSpace n) {
    return ::operator new(size + static_cast<std::size_t>(n));
}

void f(std::size_t n) {
    SomeClass* obj = new(ExtraSpace(n)) SomeClass;

    // Do stuff with obj

    delete obj;
}

（我正在使用 C++14，但也有兴趣了解其他标准的任何差异）

Answer 1

    void* buf = ::operator new(sizeof(SomeClass) + n);
    SomeClass* obj = new(buf) SomeClass;

    delete obj;

可能是C++14中未定义的行为（[expr.delete]p10的措辞由CWG1788的决议修改）：

如果释放函数查找既找到仅具有指针参数的普通释放函数，又找到具有指针参数和大小参数的普通释放函数，则按如下方式选择要调用的函数：

• [对于数组

  delete[]

  ，...]
• 否则，无法指定选择两个释放函数中的哪一个。

如果选择了未调整大小的

operator delete((void*) obj)

，那么就可以了。但是，如果选择了大小合适的

operator delete((void*) obj, sizeof(SomeClass))

，则会出现未定义的行为，因为该大小与传递给

operator new

的大小不同。

GCC 默认调用已调整大小的

operator delete(void*, std::size_t)

，Clang 默认调用未调整大小的

operator delete(void*)

。

---

至于

void* buf

变量，

void* operator new(std::size_t, void* ptr)

被专门定义为返回

ptr

不变（[new.delete.placement]p2）。所以

obj

和

buf

具有相同的值（在 C++17 中指向相同的地址），因此

operator delete(static_cast<void*>(obj))

相当于

operator delete(buf)

。