GCC与Clang未遵循new表达式中分配函数的重载解析规则？

先看你的代码示例：

#include <iostream>

struct A{
    void* operator new(std::size_t N, std::align_val_t){  // #1
        return malloc(sizeof(char)* N);
    }
};
int main(){
    auto ptr =  new A;  // #2
}

GCC和Clang的报错信息如下：

<source>:9:17: error: no matching function for call to 'operator new'
    auto ptr =  new A;
                ^
<source>:4:11: note: candidate function not viable: requires 2 arguments, but 1 was provided
    void* operator new(std::size_t N, std::align_val_t){
          ^
1 error generated.

你对C++标准[expr.new] p19条款的理解方向是对的，但忽略了两个关键细节：

1. 类成员函数对全局同名函数的隐藏规则 #

当你在类中定义了任何版本的operator new成员函数时，C++的名称查找规则会直接隐藏全局作用域中所有同名的operator new函数——不管全局函数的参数签名是否和成员函数一致。

所以第一次重载解析时，编译器只会在A的作用域内查找匹配operator new(std::size_t)的函数，但A中只有带两个参数的版本，自然匹配失败。

2. 编译器对二次重载解析规则的实现缺陷 #

根据标准[expr.new] p19的规定，第一次解析失败后，对于非扩展对齐的对象，应该自动添加std::align_val_t(alignof(A))参数，再次进行重载解析——此时你的operator new(std::size_t, std::align_val_t)完全匹配新的参数列表。

但目前GCC和Clang并没有正确实现这一二次解析逻辑，直接在第一次匹配失败后就抛出错误，这属于编译器的实现缺陷。

验证与绕过方法 #

如果给A添加扩展对齐（即对齐要求大于平台默认的__STDCPP_DEFAULT_NEW_ALIGNMENT__，通常是8或16字节），比如：

struct alignas(32) A{
    void* operator new(std::size_t N, std::align_val_t){
        return malloc(sizeof(char)* N);
    }
};

此时编译器会在第一次组装参数列表时就包含align_val_t参数，代码可以正常编译——这也侧面证明标准规则本身是正确的，只是编译器对非扩展对齐场景的二次解析逻辑未实现。

你也可以通过显式引入全局operator new临时绕过，但这不符合你的原本意图：

struct A{
    using ::operator new; // 引入全局operator new
    void* operator new(std::size_t N, std::align_val_t){
        return malloc(sizeof(char)* N);
    }
};

内容的提问来源于stack exchange，提问作者xmh0511