C++中new失败时是抛出异常还是返回空指针

C++中new默认抛出std::bad_alloc异常以强制处理内存分配失败，体现RAII和异常安全设计哲学；而new (std::nothrow)返回nullptr，适用于需避免异常或精细控制错误处理的场景，如嵌入式系统或高并发服务，但要求手动检查指针。

在C++中，

new

std::bad_alloc

new (std::nothrow)

nullptr

C++的

new

std::bad_alloc

然而，C++也提供了一个替代方案：

new (std::nothrow)

nullptr

malloc

为什么C++的

new

操作符默认选择抛出异常而不是返回空指针？

这背后其实是C++设计哲学的一个核心体现，尤其是与RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则和异常安全紧密相关。当我第一次深入理解C++的异常机制时，就觉得这种设计非常巧妙。

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默认抛出

std::bad_alloc

new

nullptr

new

异常机制则将错误处理逻辑与正常业务逻辑分离开来。当

new

catch

在哪些场景下，我们应该考虑使用

new (std::nothrow)

？

虽然默认抛出异常是主流且推荐的做法，但

new (std::nothrow)

LangChain

一个开源框架，用于构建基于大型语言模型（LLM）的应用程序。

下载

一个典型的场景是资源受限的嵌入式系统。在这些系统中，内存往往非常宝贵，而且异常处理的开销可能无法接受。如果内存分配失败，程序可能需要尝试一些降级操作，而不是直接崩溃。例如，一个图像处理程序可能在内存不足时选择处理更小尺寸的图像，或者直接跳过当前帧。在这种情况下，

new (std::nothrow)

nullptr

nullptr

另一个例子是大型、长时间运行的服务。有时，一个服务可能需要处理大量并发请求，其中某些请求可能需要分配大量内存。如果每次内存分配失败都抛出异常，并且这个异常没有被恰当捕获和处理，可能会导致整个服务崩溃。使用

new (std::nothrow)

此外，当与遗留C风格代码或API交互时，

new (std::nothrow)

malloc

new (std::nothrow)

nullptr

如何有效地处理C++中的内存分配失败？

处理内存分配失败，无论是通过异常还是空指针，都需要一套清晰的策略。我通常会根据项目的具体需求和C++标准库的特性来选择最合适的方案。

对于

std::bad_alloc

main

try-catch

std::bad_alloc

new

try-catch

#include 
#include 
#include  // For std::bad_alloc

void allocate_large_data() {
    // 尝试分配大量内存
    std::vector* large_vec = nullptr;
    try {
        large_vec = new std::vector(1024 * 1024 * 1024 / sizeof(int)); // 1GB
        std::cout << "Successfully allocated large vector." << std::endl;
        // ... 使用 large_vec ...
        delete large_vec;
    } catch (const std::bad_alloc& e) {
        std::cerr << "Caught std::bad_alloc in allocate_large_data: " << e.what() << std::endl;
        // 这里可以进行一些局部清理或日志记录
        if (large_vec) { // 确保即使分配失败，也处理可能的半构造对象（虽然bad_alloc通常在构造前）
            delete large_vec;
        }
        throw; // 重新抛出，让上层处理
    }
}

int main() {
    try {
        allocate_large_data();
    } catch (const std::bad_alloc& e) {
        std::cerr << "Global handler: Failed to allocate memory: " << e.what() << std::endl;
        // 在这里进行全局的错误处理，例如记录日志，向用户显示错误消息，然后退出
        return 1;
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Global handler: An unexpected error occurred: " << e.what() << std::endl;
        return 1;
    }
    return 0;
}

对于

new (std::nothrow)

nullptr

#include 
#include  // For std::unique_ptr

int* create_int_array(size_t size) {
    int* arr = new (std::nothrow) int[size];
    if (arr == nullptr) {
        std::cerr << "Failed to allocate " << size << " integers. Returning nullptr." << std::endl;
        // 可以返回一个错误码，或者抛出一个自定义异常（如果需要）
    }
    return arr;
}

int main() {
    size_t large_size = 1024 * 1024 * 1024 / sizeof(int); // 1GB
    std::unique_ptr my_array(create_int_array(large_size)); // 使用智能指针管理

    if (my_array) {
        std::cout << "Successfully allocated array with nothrow." << std::endl;
        // ... 使用 my_array ...
    } else {
        std::cout << "Array allocation failed with nothrow. Program can continue." << std::endl;
        // 可以尝试其他策略，比如使用更小的数组，或者从磁盘加载数据
    }

    size_t small_size = 10;
    std::unique_ptr small_array(create_int_array(small_size));
    if (small_array) {
        std::cout << "Successfully allocated small array." << std::endl;
    }

    return 0;
}

此外，无论采用哪种方式，内存管理工具和技术都是不可或缺的。使用

std::unique_ptr

std::shared_ptr

new