C++ 中指针取消引用的随机行为

Posted 2023-02-21

【中文标题】C++ 中指针取消引用的随机行为

【英文标题】：Random behavior with Pointer de-referencing in C++

【发布时间】：2014-11-13 23:15:55

【问题描述】：

我有以下代码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main ()

    int myvar = 5;
    int * p;
    cout << "Hello2" << endl;

    *p = myvar;
    cout << "Hello" << endl;
    cout << p << endl;
    //cout << &myvar << endl;

我知道我没有通过初始化指针来做正确的事情。我只是在玩指针并注意到了这一点。问题是当我注释掉最后一行时，程序正常执行。但是，一旦我取消注释该行，就会出现分段错误。我不知道为什么 myvar 的打印地址会导致这种情况？ myvar 是否因为指针取消引用而被修改过？我正在使用 C++11。

【问题讨论】：

未定义的行为是未定义的。

指针仅在指向某物时才起作用。

MSVC 2012 不会构建这个，不管有没有最后一行。

【参考方案1】：

int* p;
*p = myvar;

您正在创建一个未初始化的指针，然后取消引用该指针。这具有未定义的行为，因为p 必须指向某些东西才能正确地引用它。因此，您的程序的行为无法推理。

【讨论】：

我意识到我没有通过不初始化指针来做正确的事情。关键是我已经运行了很多次，而 g++ 仅在我放入最后一行时给出分段错误，而不是在我将其注释掉时。我觉得这很令人惊讶，因为我没想到 myvar 变量会发生任何变化。我猜它应该总是打印 myvar 的地址。

@YogeshRane，“因此，您的程序的行为无法推理。”确实，未定义的行为甚至可以包括time travel。

@YogeshRane 我的猜测是编译器正在完全消除指针代码，因为它没有明显的效果。由于您正在打印&myvar，因此编译器将不得不编译给出分段错误的部分。尝试在关闭优化的情况下运行以查看潜在差异。但同样，这可能只是未定义行为的影响，因此我们无法确定。

@0x499602D2 在 coliru 的 gcc 上，这个 UB 程序的效果重现性很好。据我所知，*p = myvar 并没有被消除，但是与 rbp 的偏移量有所不同，尽管我无法确定是什么，因为我看不到分配。

【参考方案2】：

尝试访问没有读取权限的虚拟内存地址时发生分段错误。

在您的情况下，局部变量 p 保存堆栈中未初始化的垃圾。 您正在取消引用一个可能不可读的内存地址（例如，没有读取权限，因此在尝试访问它时会出现分段错误）。

【参考方案3】：

我不完全确定您的 sn-p 的用途，但以下代码会起作用，也许会有所帮助：

int myvar = 5;
int *p = nullptr;
p = &myvar;
cout << myvar << endl;
cout << &myvar << endl;
cout << p << endl;
cout << *p << endl;

（注意：我使用了两行来设置“p”，因为这就是你在 sn-p 中所做的。你可以很容易地使用：int *p = &myvar;）

无论如何，这里存在范围问题，因为 p 只有在 myvar 在范围内时才有效；但是，这确实说明了指针的基础知识。 myvar 和 *p 将返回相同的值（被指向的值），而 &myvar 和 p 将返回相同的值（值在内存中的位置）。