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c++ - NoFieldsClass::operator new(std::size_t)：标准是否允许它每次调用时返回相同的地址？

问题描述

作为优化策略的一部分，我想“假装”我实际上是在堆上分配一个对象，而实际上我只是重用一个预先存在的对象，而应用程序的其余部分却没有注意到，因为没有检查在返回的地址上执行，并且不需要访问对象中的任何字段。除此之外，类构造函数没有副作用。

因此，我想知道以下程序是否表现出按照标准的定义明确、特定于实现、未定义或完全无效的行为。

#include <memory>
#include <cassert>

class Base {
public:
    Base(){}
    virtual ~Base(){}
};

class Derived: public Base {
public:
    using Base::Base;

    static void *operator new(std::size_t s)  {
        static void *mem = ::operator new(s);

        return mem;
    }

    static void operator delete(void *mem) {
        /* no-op */
    }
};

int main() {
    using Ptr = std::unique_ptr<Base>;

    Ptr p1 { new Derived };
    Ptr p2 { new Derived };
    Ptr p3 { new Derived };
    Ptr p4 { new Derived };

    // assert just in this test, not in the real program
    assert(p1 == p2 && p2 == p3 && p3 == p4);

    return 0;
}

阅读当前 C++ 工作草案（N4835）的 §6.7.2.9 似乎它是无效的：

如果一个对象嵌套在另一个对象中，或者至少一个是大小为零的子对象并且它们属于不同类型，则两个具有重叠生命周期且不是位域的对象可能具有相同的地址；否则，它们具有不同的地址并占用不相交的存储字节²⁹。

然而，上述段落所指的注释 29 指出：

在“as-if”规则下，如果程序无法观察到差异，则允许实现将两个对象存储在同一机器地址或根本不存储对象。

如开头所述，在我的情况下，程序并不关心分配此对象的地址，所需要的只是它可以分配operator new和摆脱 with operator delete，所以它似乎适合注释 29 提出的要求。这是正确的吗？

标签： c++memory-managementlanguage-lawyernew-operator

解决方案

[basic.stc.dynamic.allocation]/2分配函数尝试分配请求的存储量...如果请求成功，则返回的值应为p0 不同于任何先前返回值 的非空指针值（7.11）p1, 除非该值p1随后被传递给operator delete.

强调我的。

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