運算符new []的返回地址與爲陣列得到的實際地址之間的區別

Question

最近我正在玩新運算符重載。當我重載new []操作符（分配數組的新操作符）時，我注意到了一個奇怪的行爲。

這裏是我的代碼：

#include <iostream> 
using namespace std; 

class Pool 
{ 
public: 
    void* alloc(size_t size) { 
     return malloc(size); 
    } 
}; 

class MyClass 
{ 
public: 
    MyClass() { 
     cout<<"ctor called"<<endl; 
    } 
    ~MyClass() { 
     cout<<"dtor called"<<endl; 
    } 
    void* operator new(size_t size) { 
     cout<<"new called, size: "<<size<<endl; 
     return (void*)malloc(size); 
    } 
    void* operator new[](size_t size) { 
     cout<<"new[] called, size: "<<size<<endl; 
     void* result = (void*)malloc(size); 
     cout<<"in new[]: "<<result<<endl; 
     return result; 
    } 
    void* operator new(size_t size, void* ptr) { 
     cout<<"new(ptr) called, size: "<<size<<endl; 
     return (void*)ptr; 
    } 
    void* operator new(size_t size, Pool& pool) { 
     cout<<"new(Pool) called, size: "<<size<<endl; 
     return (void*)pool.alloc(size); 
    } 
    void operator delete(void* ptr) { 
     cout<<"delete called, ptr: "<<ptr<<endl; 
     free(ptr); 
    } 
    void operator delete(void* ptr, size_t size) { 
     cout<<"delete called, ptr: "<<ptr<<", size: "<<size<<endl; 
     free(ptr); 
    } 
    void operator delete[](void* ptr) { 
     cout<<"delete[] called, ptr: "<<ptr<<endl; 
     free(ptr); 
    } 
    void operator delete[](void* ptr, size_t size) { 
     cout<<"delete[] called, ptr: "<<ptr<<", size: "<<size<<endl; 
     free(ptr); 
    } 
    uint32_t data; 
}; 

int main() { 
    Pool pool; 
    cout<<"Pool"<<endl; 
    new Pool; 
    cout<<"MyClass"<<endl; 
    MyClass *ptr1, *ptr2, *ptr3; 
    ptr1 = new MyClass; 
    ptr2 = new MyClass[10](); 
    cout<<(void*)ptr2<<endl; 
    ptr3 = new(pool) MyClass; 
    delete ptr1; 
    delete[] ptr2; 
    delete ptr3; 

    return 0; 
} 

而結果（與OS X的gcc 64位）是這樣的：

Pool 
MyClass 
new called, size: 4 
ctor called 
new[] called, size: 48 
in new[]: 0x7fa7f0403840 
ctor called 
ctor called 
ctor called 
ctor called 
ctor called 
ctor called 
ctor called 
ctor called 
ctor called 
ctor called 
0x7fa7f0403848 
new(Pool) called, size: 4 
ctor called 
dtor called 
delete called, ptr: 0x7fa7f0403830 
dtor called 
dtor called 
dtor called 
dtor called 
dtor called 
dtor called 
dtor called 
dtor called 
dtor called 
dtor called 
delete[] called, ptr: 0x7fa7f0403840 
dtor called 
delete called, ptr: 0x7fa7f0403870 

我注意到了三兩件事：1，我要求撥出10 new []中有4個字節的對象，但函數收到的實際請求是48個字節。第二，顯然前8個字節用於其他目的：ptr2收到的實際地址是新的[]運算符返回的地址之後的8個字節。 3，地址也在重載的delete []函數中自動翻譯（通過前進8個字節）。

我也注意到，這種行爲只發生在我明確實現析構函數時。如果我只使用默認的析構函數，那麼這8個字節就沒了。

有誰能告訴我這背後發生了什麼？什麼是8字節用於？

謝謝。

Answer 1

array-new表達式允許使用比數組所需更多的空間來調用array-operator-new。所有這一切都需要數組新表達式的值是指向數組中第一個元素的指針。

實際上，需要額外空間來存儲有關在數組銷燬時有多少元素需要銷燬的信息（有時稱爲「數組cookie」）。

有趣的是，從array-operator-new函數請求的額外內存的實際數量是完全不可知的，並可能隨着每次調用而改變。這基本上使得array-placement-new expression defective and unusable。

僅供參考，有關條款是C++ 11 5.3.4/10：

甲新表達穿過的空間要求的分配的功能類型的第一個參數的量std::size_t。這個論點應該不小於創建的對象的大小;它可能大於僅當對象是數組時才創建的對象的大小。

最有趣的例子如下略低於：

• new T[5]導致的operator new[](sizeof(T) * 5 + x)一個電話，

• new(2,f) T[5]導致的operator new[](sizeof(T) * 5 + y, 2, f)通話。

這裏，x和y是表示陣列分配開銷非負未指定的值; 新表達式的結果將由operator new[]返回的值抵消此金額。該開銷可應用於所有陣列新表達式，包括那些引用庫函數operator new[](std::size_t, void*)和其他放置分配函數的那些。開銷的數額可能會隨着新的調用而變化。

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你可能會很高興地得知，Itanium ABI大約有陣餅乾非常明智的規則;例如，對於可破壞對象的數組，不需要任何東西。