这是C ++中的未定义行为从悬空指针调用函数

Posted 2021-04-01

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了这是C ++中的未定义行为从悬空指针调用函数相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

这里出现了一个问题，当一个指针变得晃来晃去时，问“为什么这个工作”。答案是它是UB，这意味着它可能起作用。

我在一个教程中学到了：

#include <iostream>

struct Foo
{
    int member;
    void function() { std::cout << "hello";}

};

int main()
{
    Foo* fooObj = nullptr;
    fooObj->member = 5; // This will cause a read access violation but...
    fooObj->function(); // Because this doesn't refer to any memory specific to
                        // the Foo object, and doesn't touch any of its members
                        // It will work.
}

这相当于：

static void function(Foo* fooObj) // Foo* essentially being the "this" pointer
{
    std::cout << "Hello";
    // Foo pointer, even though dangling or null, isn't touched. And so should 
    // run fine.
}

我错了吗？是UB，即使我解释只是调用一个函数而不是访问无效的Foo指针？

答案

你在推理实践中会发生什么。允许未定义的行为执行您期望的操作...但不保证。

对于非静态情况，使用[class.mfct.non-static]中的规则证明这很简单：

如果为X类型的对象或从X派生的类型调用类X的非静态成员函数，则行为未定义。

请注意，没有考虑非静态成员函数是否访问*this。该对象只需要具有正确的动态类型，而*(Foo*)nullptr肯定不会。

特别是，即使在使用您描述的实现的平台上，也可以使用该调用

fooObj->func();

转换为

__assume(fooObj); Foo_func(fooObj);

并且是优化不稳定的。

这是一个与您的期望相反的例子：

int main()
{
    Foo* fooObj = nullptr;
    fooObj->func();
    if (fooObj) {
        fooObj->member = 5; // This will cause a read access violation!
    }
}

在实际系统上，这很可能最终会在注释行上出现访问冲突，因为编译器使用了fooObj中fooObj->func()不能为空的事实来消除它后面的if测试。

即使您认为自己了解平台的功能，也不要做UB的事情。 Optimization instability is real.

此外，您可能会认为标准更具限制性。这也会导致UB：

struct Foo
{
    int member;
    void func() { std::cout << "hello";}
    static void s_func() { std::cout << "greetings";}
};

int main()
{
    Foo* fooObj = nullptr;
    fooObj->s_func(); // well-formed call to static member,
         // but unlike Foo::s_func(), it requires *fooObj to be a valid object of type Foo
}

标准的相关部分可在[expr.ref]找到：