C++ 中自定义 new 运算符有什么要求？

Question

我试图了解 C++ 中自定义重载 new 运算符的真正要求是什么。 特别是关于返回指针的对齐，在没有任何对齐规范的情况下调用 new 运算符的情况下。

void* operator new(std::size_t sz)
{
}

我已经看到了这个预处理器值

__STDCPP_DEFAULT_NEW_ALIGNMENT__

。但是，尚不清楚这是否是所有内存的最小对齐值。

标准中还有一段文字说“分配函数”应该返回这样的指针：

...存储对于任何没有新扩展对齐且具有请求大小的对象进行对齐。

所以我的问题有两个：

• 这个新运算符给定大小的最小对齐是多少？
• 如果返回的指针的对齐方式小于该值，结果是什么？是UB吗？

Answer 1

cppreferences 指出：

此函数需要返回一个适当对齐的指针，以指向所请求大小的对象。

这几乎改写了您使用的标准报价。

基本上，你需要了解平台。通常，对齐对于“基本”项是需要/有用的，例如指针、整数或双精度数；更复杂的对象（例如结构）本身通常没有对齐要求，但需要适当对齐成员。这意味着编译器必须为结构假设合适的对齐方式，这通常是结构中可能存在的任何内容的对齐方式。

这句话基本上是说，如果您请求 4 个字节，则必须对其进行对齐，以便任何 4 字节对象都可以使用 - 就像整数或浮点数。如果它是一个 8 字节对象，您必须确保它适用于指针和双精度数。如果您有一个 16 字节对象，并且您的平台没有任何 16 字节原语，那么它基本上是一个结构，您需要将其对齐到至少满足上述 8 字节对象的要求 - 除非您的编译器另有说法，无论出于何种原因，更喜欢 16 字节对齐。

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至于“如果未对齐会发生什么”——将其视为未定义的行为。根据编译器的不同，它可能会严重扰乱其结构填充，甚至将数据放置在您返回的块之前；根据CPU的不同，未对齐的数据项在最坏的情况下可能会导致崩溃，或者在更好的情况下导致严重的性能下降（尽管就我个人而言，我认为崩溃是最好的情况，因为它告诉我出了什么问题......） .