Question

我正在尝试使用一些附加信息来new，以便追踪内存泄漏。我知道，我可以全局覆盖new运算符，但我惊讶地发现我无法检索有关所分配对象类型的任何信息（如果我错了，请纠正我）。显然，当您决定覆盖new运算符时，获取类型信息会很有用。

例如，我使用可变参数模板实现了new和delete的简单通用版本。

std::string to_readable_name(const char * str)
{
    int status;
    char *demangled_name = abi::__cxa_demangle(str, NULL, NULL, &status);
    if(status == 0) {
        std::string name(demangled_name);
        std::free(demangled_name);
        return name;
    }
    return "Unknown";
}

template <typename T, typename... Args>
T * generic_new(Args&&... args) throw (std::bad_alloc)
{
    const std::size_t size = sizeof(T);
    std::cout << "Allocating " << size << " bytes for " << to_readable_name(typeid(T).name()) << std::endl;
    return new T(std::forward<Args>(args)...);
};

template<typename T>
void generic_delete(T* ptr)
{
    const std::size_t size = sizeof(T);
    std::cout << "Deleting " << size << " bytes for " << to_readable_name(typeid(T).name()) << std::endl;
    delete ptr;
}

int main()
{
    auto i = generic_new<int>(0);
    std::cout << *i << std::endl;
    generic_delete(i);

    return 0;
}

我的问题是为什么new没有用模板实现？这将允许开发人员获得有关正在分配的对象类型的信息。

谢谢

Answer 1

关于为什么设计C ++的大多数问题都归结为两种可能性。 C ++的设计和演变给出了一个理由，或者我们只能推测。我相信这属于后一类。

首先，使用（以及替换）operator new（全局和每类）的功能早于向该语言添加模板。因此，最初可能无法使用模板。图书馆的某些部分被转换为以前没有的模板，但大多数情况下，这样做的好处非常明显。

其次，使用具有早期模板功能的编译器的模板可能会导致问题，尤其是对于较大的程序。问题是功能模板不是一个功能 - 它可以说是创建功能的秘诀。换句话说，如果它是作为模板实现的，那么每种类型的每个分配器都会导致实例化一个单独的函数。目前的编译器（和链接器）在合并后很好，但早期的编译器大多数都不是。在大型系统中，您可以轻松创建数十个甚至数百个单独的分配函数。

最后，模板通常仍然只是普通用户代码和库中某些之间的中间级别，提供至少与当前operator new和{最近大致一致的内容“。 {1}}与操作系统（或硬件或其他）交谈，以确定从哪个池中抽取内存，并（通常）将片段分配给用户代码。在某个地方，您需要一段（通常相当大的）代码来创建和管理内存池。如果这是直接在模板中处理的话，它（实际上）必须在头文件中实现，这也会导致编译时间在66 MHz奔腾甚至是令人难以置信的快速300 MHz DEC上可能是相当不可接受的。 Alpha机器我们大多数人都只能梦想。

Answer 2

You can not override the global operator new. 可以做的是提供替换 - 在链接期间而不是在编译期间发生。

我的问题是为什么没有新的模板实现？

由于new基本上是一个未定义的引用，因此您可以轻松提供单个定义来替换它。（见下面的细节＃1）

现在如果new是模板化函数会怎么样？对于每个模板实例，都会有一个不同的未定义符号，您需要为其提供替换。您也可以将您的定义作为模板，但谁会实例化它？您可能需要为此更改名称解析规则（基本上是模板的工作方式）。

或者您反而允许operator new覆盖。然后编译器必须在编译期间选择正确的operator new。但这样做的缺点是，只有具有您的＆＃34;新new＆＃34;在其翻译单位可以查看和使用它。现在考虑一下这里发生了什么：

#include <memory>
// code to override new and delete
void bar(void) {
  std::unique_ptr<int> x = new int{};
}

以上对new的调用使用了您的代码，但是对delete的调用深埋在标准库的内部呢？该调用也需要查看您的代码。这反过来意味着标准库代码必须在您的翻译单元中，或者换句话说：它需要在头文件中实现。

此外，您需要确保使用char *分配的 - { - 1}}并未通过＆＃获得new d 34;标准＆＃34; delete。类特定运算符已存在类似问题：

delete

这实际上是调用特定于类的运算符class Baz; // forward declaration void freeThatBaz(Baz * b) { delete b; }还是全局调用实现定义（因为C ++ 17，它在IIRC之前是未定义的行为）。

所以我要说：基本上不值得努力在标准中制定如此庞大而复杂的规则，而这些规则甚至没有考虑过＃34;良好做法＆＃34 ;

细节＃1

编译以下代码：

delete

导致

void foo(void) {
  auto x = new int{};
  auto y = new bool{};
  delete x;
  delete y;
}

[nix-shell:/tmp/wtf]$ nm -C new.o U _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ 0000000000000000 T foo() U operator delete(void*, unsigned long) U operator new(unsigned long)的单个未定义引用，与类型无关。如果是模板，则模板类型参数将成为符号的一部分，因此您有2个未定义的符号。

为什么不用模板实现新的？

2 个答案:

细节＃1