new内存失败后的正确处理

应该有很多的程序员对比尔盖茨的这句话有所耳闻：

对于任何一个人而言，640KB应当是足够的了。（640K ought to be enough for everybody.）

不幸的是，伟大的比尔盖茨也失言了。随着硬件水平的发展，内存变得越来越大，但是似乎仍不能满足人们对内存日益增长的需求。所以呢，我们C/C++程序员在写程序时也必须考虑一下内存申请失败时的处理方式。

通常，我们在使用new进行内存分配的时候，会采用以下的处理方式：

char *pStr = new string[SIZE];  if(pStr == NULL)  {      ... // Error processing        return false;  } 

你能发现上述代码中存在的问题吗？这是一个隐蔽性极强的臭虫（Bug）。

我们沿用了C时代的良好传统：使用 malloc 等分配内存的函数时，一定要检查其返回值是否为“空指针”，并以此作为检查分配内存操作是否成功的依据，这种Test-for-NULL代码形式是一种良好的编程习惯，也是编写可靠程序所必需的。可是，这种完美的处理形式必须有一个前提：若new失败，其返回值必须是NULL。只有这样才能保证上述看似“逻辑正确、风格良好”的代码可以正确运行。

那么new失败后编译器到底是怎么处理的？在很久之前，即C++编译器的蛮荒时代，C++编译器保留了C编译器的处理方式：当operator new不能满足一个内存分配请求时，它返回一个NULL 指针。这曾经是对C的malloc函数的合理扩展。然而，随着技术的发展，标准的更新，编译器具有了更强大的功能，类也被设计得更漂亮，新时代的new在申请内存失败时具备了新的处理方式：抛出一个bad_alloc exception（异常）。所以，在新的标准里，上述Test-for-NULL处理方式不再被推荐和支持。

如果再回头看看本建议开头的代码片段，其中的 if (pStr == 0 )从良好的代码风格突然一下变成了毫无意义。在C++里，如果 new 分配内存失败，默认是抛出异常。所以，如果分配成功，pStr == 0就绝对不会成立；而如果分配失败了，也不会执行if ( pStr == 0 )，因为分配失败时，new 就会抛出异常并跳过后面的代码。

为了更加明确地理解其中的玄机，首先看看相关声明：

namespace   std  {     class   bad_alloc      {              //   ...      };  } /   new   and   delete  void   *operator   new(std::size_t)   throw(std::bad_alloc);  void   operator   delete(void   *)   throw();  //   array   new   and   delete  void   *operator   new[](std::size_t)   throw(std::bad_alloc);  void   operator   delete[](void   *)   throw();  //   placement   new   and   delete  void   *operator   new(std::size_t,   void   *)   throw();  void   operator   delete(void   *,   void   *)   throw();  //   placement   array   new   and   delete  void   *operator   new[](std::size_t,   void   *)   throw();  void   operator   delete[](void   *,   void   *)   throw(); 

如果采用不抛出异常的new形式，本建议开头的代码片段就应该改写为以下形式：

int* pStr = new(std::nothrow) string[SIZE];  if(pStr==NULL)  {      ...  // 错误处理代码  } 

根据建议29可知，编译器在表达式 new (std::nothrow) ClassName中一共完成了两项任务。首先，operator new 的 nothrow 版本被调用来为一个ClassName object分配对象内存。假如这个分配失败，operator new返回null指针；假如内存分配成功，ClassName 的构造函数则被调用，而在此刻，对象的构造函数就能做任何它想做的事了。如果此时它也需要new 一些内存，但是没有使用 nothrow new形式，那么，虽然在”new (std::nothrow) ClassName” 中调用的operator new 不会抛出异常，但其构造函数却无意中办了件错事。假如它真的这样做了，exception就会像被普通的operator new抛出的异常一样在系统里传播。所以使用nothrow new只能保证operator new不会抛出异常，无法保证”new (std::nothrow) ClassName”这样的表达式不会抛出exception。所以，慎用nothrow new。

最后还需要说明一个比较特殊但是确实存在的问题：在Visual C++ 6.0 中目前operator new、operator new(std::nothrow) 和 STL 之间不兼容、不匹配，而且不能完全被修复。如果在非MFC项目中使用Visual C++6.0中的STL，其即装即用的行为可能导致STL在内存不足的情况下让应用程序崩溃。对于基于MFC的项目，STL是否能够幸免于难，完全取决于你使用的 STL 针对operator new的异常处理。这一点，在James Hebben的文章《不要让内存分配失败导致您的旧版 STL 应用程序崩溃》中进行了详细的介绍，如果你在使用古老的Visual C++ 6.0编译器，而且对这个问题充满兴趣，请Google之。

请记住：

当使用new申请一块内存失败时，抛出异常std::bad_alloc是C++标准中规定的标准行为，所以推荐使用try{ p = new int[SIZE]; } catch( std::bad_alloc ) { … }的处理方式。但是在一些老旧的编译器中，却不支持该标准，它会返回NULL，此时具有C传统的Test_for_NULL代码形式便起了作用。所以，要针对不同的情形采取合理的处置方式。