成员访问是否在空指针上定义C++?

Question

空指针上的地址计算是否在C++中定义行为？这是一个简单的示例程序。

struct A { int x; };
int main() {
A* p = nullptr;
&(p->x);  // is this undefined behavior?
return 0;
}

谢谢。

编辑下标在另一个问题中。

Answer 1

&(p->x);  // is this undefined behavior?

Standard对此有点模糊：

[参考资料] ...表达式 E1->E2 将转换为等效形式 (*(E1((。E2;

[expr.unary.op] 一元 * 运算符 ...结果是一个引用对象的左值...表达式指向的。

本节中没有明确提及UB。引用的规则似乎与空指针不指向任何对象的事实相冲突。这可以解释为是的，行为是不确定的。

[expr.unary.op] 一元和运算符的结果是指向其操作数的指针。如果操作数是 T 类型的左值，则生成的表达式是类型为"指向 T 的指针"的 prvalue，其结果是指向指定对象的指针 ([intro.memory](。

同样，不存在指定的对象。请注意，操作数左值永远不会转换为右值，这肯定是 UB。

早在 2000 年，就存在 CWG 问题，以澄清通过 null 的间接寻址是否未定义。拟议的决议(2004年(将澄清通过null的间接寻址不是UB，但到目前为止似乎尚未添加到标准中。

但是，它是否是 UB 并不重要，因为您不需要这样做。至少，生成的指针将是无效的，因此是无用的。

如果您计划将指针转换为整数以获取成员的偏移量，则无需执行此操作，因为您可以改用标准库中的offsetof宏，该库没有 UB。

---

&(p[1]); // undefined?

在这里，行为显然是未定义的：

[前子] ...表达式 E1[E2] 与 *(((E1(+(E2(( 相同(根据定义(，只是在数组操作数的情况下，如果该操作数是左值，则结果为左值，否则为 x值。

[expr.add] 当将具有整型的表达式 J 添加到指针类型的表达式 P 或从中减去时，结果的类型为 P。

• 如果 P 的计算结果为空指针值，J 的计算结果为 0(不适用(

• 否则，如果 P 指向数组元素(不适用(

• 否则，行为是未定义的。

<小时 />

&(p[0]); // undefined?

根据以前的规则，第一个选项适用：

如果 P 的计算结果为空指针值，

J 的计算结果为 0，则结果为空指针值。

现在我们回到通过此空值的间接寻址是否为 UB 的问题。请参阅答案的开头。

不过，这并不重要。没有必要写这个，因为这简直是不必要的复杂sizeof(int) * i写法(i分别为 1 和 0(。