将空指针传递给新的位置

默认放置位置new运算符在18.6 [support.dynamic]¶1中用非抛出exception规范声明：

 void* operator new (std::size_t size, void* ptr) noexcept; 

这个函数除了return ptr;外什么也不做return ptr; 所以它是合理的，但是根据5.3.4 [expr.new]¶15这意味着编译器必须检查它在调用对象的构造函数之前不会返回null：

-15-
[ 注意：除非使用非抛出exception规范（15.4）声明了分配函数，否则它表示抛出std::bad_allocexception来分配存储失败（条款15,18.6.2.1）; 否则返回一个非空指针。 如果使用非抛出exception规范声明分配函数，则返回空值以指示分配存储失败，否则返回非空指针。 – 注意 ]如果分配函数返回null，则不进行初始化，不应该调用解除分配函数，new-expression的值应该为空。

在我看来，（特别是安置new ，不是一般的）这个空检查是一个不幸的performance打击，尽pipe很小。

我一直在debugging一些代码，其中放置new被用在一个性能敏感的代码path中，以改善编译器的代码生成，并且在程序集中检查了null。 通过提供一个特定于类的放置位置的new重载，这个重载是通过抛出的exception规范来声明的（即使它不可能抛出），条件分支也被移除了，这也允许编译器为周围的内联函数生成更小的代码。 说安置newfunction的结果可能会抛出，尽pipe它不能 ，是明显更好的代码。

所以我一直想知道是否真的需要空位检查new情况下安置。 它可以返回null的唯一方法是如果你通过它null。 虽然这是可能的，而且显然是合法的，写：

 void* ptr = nullptr; Obj* obj = new (ptr) Obj(); assert( obj == nullptr ); 

我不明白为什么这将是有用的，我build议，如果程序员必须在使用安置之前明确地检查空

 Obj* obj = ptr ? new (ptr) Obj() : nullptr; 

有没有人需要安置new的正确处理空指针的情况下？ （即不添加明确的检查，即ptr是有效的内存位置。）

我想知道是否合理禁止传递一个空指针默认的位置newfunction，如果不是有没有更好的方法来避免不必要的分支，除了试图告诉编译器的值不为空例如

 void* ptr = getAddress(); (void) *(Obj*)ptr; // inform the optimiser that dereferencing pointer is valid Obj* obj = new (ptr) Obj(); 

要么：

 void* ptr = getAddress(); if (!ptr) __builtin_unreachable(); // same, but not portable Obj* obj = new (ptr) Obj(); 

注意这个问题是有意标记微优化，我不是build议你去重载所有你的types的new位置，以“提高”性能。 这种影响在一个非常具体的性能关键的情况下被发现，并基于分析和测量。

更新： DR 1748使其未定义的行为使用一个空指针与新的位置，所以编译器不再需要做检查。

Answer 1

虽然除了“有没有人需要放置新的来正确处理空指针的情况下，我看不到有太多的问题？ （我没有），我觉得这个案子很有趣，足以让我对这个问题有一些想法。

我认为这个标准对于一般的分配职能的安排新function和要求来说是不完整的或不完整的。

如果仔细看看引用的第5.3.4.13节，这意味着每个分配函数都必须检查返回的空指针，即使它不是noexcept 。 所以应该改写成

如果分配函数是用非抛出exception规范声明的，并且返回null，则不应该进行初始化，不应该调用解除分配函数，并且newexpression式的值应该为空。

这不会损害分配函数抛出exception的有效性，因为它们必须遵守§3.7.4.1 ：

[…]如果成功，它将返回一个存储块的开始地址，其字节长度至less与请求的大小一样大。 […]返回的指针应适当alignment，以便可将其转换为具有基本alignment要求（3.11）的任何完整对象types的指针，然后用于访问已分配存储中的对象或数组（直到存储通过调用相应的释放函数来显式释放）。

而§5.3.4,14 ：

[注意：当分配函数返回一个非空值时，它必须是一个指向一个存储块的指针，在这个存储块中已经保留了该对象的空间。 假定存储块被适当alignment并且被请求的大小。 […] – 结束]

显然，只是返回给定的指针的一个放置新的，不能合理地检查avilable存储大小和alignment。 因此，

§18.6.1.3.1关于安置新说

（3.7.4）的规定不适用于这些保留的运营商新的和运营商删除的布局forms。

（我想他们错过了在那个地方提到§5.3.4.14。）

然而，这些段落一起间接地说：“如果你传递一个垃圾指针到palcement函数，你会得到UB，因为§5.3.4,14被违反了”。 所以这是由你来检查任何poitner放置新的理智。

本着这种精神，通过重写§5.3.4,13，这个标准可以将noexcept从新的位置上noexcept ，导致除了这个间接的结论：“…如果你通过null，你也得到UB” 。 另一方面，与具有空指针的情况相比，不太可能存在错位的指针或指向内存过less的指针。

但是，这将消除检查null的需要，这将符合“不要付你不需要的东西”的理念。 分配函数本身不需要检查，因为§18.6.1.3,1明确地这样说。

为了整理，可以考虑增加第二个过载

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

不幸的是，向委员会提出这个build议不太可能会导致改变，因为它会破坏现有的依赖于空位的新代码。

Answer 2

一个非常有趣的问题（和随后的答案），感谢分享。

从我的angular度来看（不是基于任何特定的东西），我希望放置新的失败时返回一个空指针，而不是调用空对象的构造函数。 这样就和malloc一样。

你提出的build议是一个好主意 – 我用gcc 4.4.6testing了这一点，如果我用抛出的版本覆盖新的位置，我确实看到空指针检查消失。

一个问题 – 不§18.6.1.3,1说，新的放置不能移动（尽pipe海湾合作委员会和vc ++很乐意允许位移）？