C++20 中的 "destroying operator delete" 是什么？

Question

C++20 引入了“销毁 operator delete": new overloads of operator delete that take a tag-type std::destroying_delete_t 参数。

这到底是什么，什么时候有用？

Answer 1

在 C++20 之前，对象的析构函数总是在调用它们的 operator delete 之前被调用。在 C++20 中销毁 operator delete，operator delete 可以改为调用析构函数本身。这是非破坏与破坏的非常简单的玩具示例 operator delete:

#include <iostream>
#include <new>

struct Foo {
    ~Foo() {
        std::cout << "In Foo::~Foo()\n";
    }

    void operator delete(void *p) {
        std::cout << "In Foo::operator delete(void *)\n";
        ::operator delete(p);
    }
};

struct Bar {
    ~Bar() {
        std::cout << "In Bar::~Bar()\n";
    }

    void operator delete(Bar *p, std::destroying_delete_t) {
        std::cout << "In Bar::operator delete(Bar *, std::destroying_delete_t)\n";
        p->~Bar();
        ::operator delete(p);
    }
};

int main() {
    delete new Foo;
    delete new Bar;
}

并且输出：

In Foo::~Foo()
In Foo::operator delete(void *)
In Bar::operator delete(Bar *, std::destroying_delete_t)
In Bar::~Bar()

关于它的主要事实：

销毁 operator delete 函数必须是 class 成员函数。
如果有多个 operator delete 可用，破坏性的将始终优先于非破坏性的。
非销毁和销毁签名的区别operator delete前者接收一个void *，后者接收一个指向被删除对象类型的指针和一个dummy std::destroying_delete_t参数。
和非销毁operator delete一样，销毁operator delete也可以带一个可选的std::size_tand/orstd::align_val_t参数，方法相同。这些意思和他们一直做的一样，他们追求虚拟 std::destroying_delete_t 参数。
在销毁 operator delete 运行之前不会调用析构函数，因此它应该自己这样做。这也意味着该对象仍然有效，可以在这样做之前进行检查。
对于非破坏性 operator delete，通过指向基 class 的指针在派生对象上调用 delete 而没有虚拟析构函数是未定义的行为。这可以通过给基 class 一个破坏性的 operator delete 来变得安全和明确定义，因为它的实现可以使用其他方法来确定要调用的正确析构函数。

销毁 operator delete 的用例在 P0722R1 中有详细说明。这是一个快速摘要：

销毁 operator delete 允许 class 末尾具有可变大小数据的 es 保留大小 delete 的性能优势。这通过将大小存储在对象中，并在调用析构函数之前在 operator delete 中检索它来实现。
如果 class 将有子classes，同时分配的任何可变大小数据必须在对象开始之前，而不是结束之后。在这种情况下，delete 此类对象的唯一安全方法是销毁 operator delete，以便可以确定正确的分配起始地址。
如果 class 只有几个子class，它可以通过这种方式为析构函数实现自己的动态调度，而不需要使用 vtable。这样速度稍快，并且 class 尺寸更小。

这是第三个用例的示例：

#include <iostream>
#include <new>

struct Shape {
    const enum Kinds {
        TRIANGLE,
        SQUARE
    } kind;

    Shape(Kinds k) : kind(k) {}

    ~Shape() {
        std::cout << "In Shape::~Shape()\n";
    }

    void operator delete(Shape *, std::destroying_delete_t);
};

struct Triangle : Shape {
    Triangle() : Shape(TRIANGLE) {}

    ~Triangle() {
        std::cout << "In Triangle::~Triangle()\n";
    }
};

struct Square : Shape {
    Square() : Shape(SQUARE) {}

    ~Square() {
        std::cout << "In Square::~Square()\n";
    }
};

void Shape::operator delete(Shape *p, std::destroying_delete_t) {
    switch(p->kind) {
    case TRIANGLE:
        static_cast<Triangle *>(p)->~Triangle();
        break;
    case SQUARE:
        static_cast<Square *>(p)->~Square();
    }
    ::operator delete(p);
}

int main() {
    Shape *p = new Triangle;
    delete p;
    p = new Square;
    delete p;
}

它打印这个：

In Triangle::~Triangle()
In Shape::~Shape()
In Square::~Square()
In Shape::~Shape()

（注意：当启用优化时，GCC 11.1 及更早版本将错误地调用 Triangle::~Triangle() 而不是 Square::~Square()。请参阅 comment 2 of bug #91859。）

C++20 中的 "destroying operator delete" 是什么？

What is "destroying operator delete" in C++20?

c++

destructor

destroy

delete-operator

c++20