重载的operator new中初始化类成员是否未定义？

Question

举一个小例子，我试图找出变量是否在堆上分配：

struct A
{
  bool isOnHeap;
  A () {}  // not touching isOnHeap
 ~A () {}

  void* operator new (size_t size)
  {
    A* p = (A*) malloc(size);
    p->isOnHeap = true;  // setting it to true
    return p;
  }
  void operator delete (void *p) { free(p); }
};

它给出了 的预期结果g++-4.5（带有堆栈对象的警告）。是否定义不明确 要做这样的操作吗？

Answer 1

您无法在重载的operator new 中初始化类成员，因为对象的生命周期尚未开始。您只能在对象构造期间初始化成员。

您无法保证实现不会擦除 operator new 返回时间和对象构造开始时间之间的内存，或者在对象构造期间，标准指定具有不确定值的成员（例如，因为它们是 POD 并且没有在构造函数中显式初始化，如 isOnHeap），但实现不会故意将其设置为某些内容。

请注意，A 有一个不平凡的构造函数（它是用户声明的），因此它的生命周期不会在分配对象存储时开始（ISO/IEC 14882:2003, 3.8 [basic .life] / 1) 并且如果程序使用指向对象存储的指针来访问非静态数据成员 (3.8 / 5)，则程序具有未定义的行为。即使 A 是 POD 类型，它在 new-expression 完成后的值仍然是不确定的，而不一定与存储中字节中的值相关对于在计算 new-expression 之前的对象。

Answer 2

正如 Charles 所说，对象只有在被更新后才具有生命周期，因此在 new 的实现中设置数据是相当危险的。

此外，当您的开发人员使用 Lint 之类的工具时，它很有可能会抱怨成员 isOnHeap 未在构造函数中初始化。如果有人认为“嘿，Lint 是对的，让我们在 A 的构造函数中初始化 isOnHeap”，这将破坏您尝试实现的机制。

还有第二种情况你可能没有想到。假设有人这样写：

class MyClass
   {
   public:
      ...
   private:
      struct A m_a;
   };

int main()
   {
   MyClass *myVariable = new MyClass();
   }

那么你的 new 实现将不会被调用。尽管如此，A 的实例还是分配在堆上（作为 MyClass 实例的一部分）。

你能解释一下为什么你想知道堆上是否分配了某些东西吗？也许还有另一种更优雅的解决方案可以解决您的问题。

Answer 3

即使不考虑运算符 new 本身（这是非标准的，我什至会说丑陋，但知道某些特定编译器的确切细节，它可能是可行的），还有另一个问题，这使得它毫无用处：你没有保证在堆栈上分配时 od isOnHeap 的值不会为 true。堆栈未初始化，并且可以在其中找到之前完成的函数调用中的任何垃圾。