根据 ISO C++，取消引用空指针是未定义的行为。我的好奇心是，为什么？为什么标准决定声明它未定义的行为？这个决定背后的理由是什么？编译器依赖？似乎不是，因为据我所知，根据 C99 标准，它是明确定义的。机器依赖？有什么想法吗？
【问题讨论】：
标签： c++ pointers undefined-behavior
为取消引用 NULL 指针定义一致的行为将要求编译器在大多数 CPU 架构上每次取消引用之前检查 NULL 指针。对于专为速度而设计的语言来说，这是不可接受的负担。
它也只修复了一个较大问题的一小部分 - 有很多方法可以使无效指针超出 NULL 指针。
【讨论】：
NULL 必须 很特别，据我了解，OP 的问题是，为什么要特别吗？
NULL 很特别？就取消引用而言，它与未初始化的指针或不再指向现有对象的指针相比并没有什么特别之处。
NULL指针（或其他无效指针，就此而言）......它取消引用它就像任何其他指针，如果它想要的话，如果它不是特别的。只有当它是特殊的时候，编译器才需要检查。
主要原因是在他们编写最初的 C 标准时，已经有许多实现允许它，但给出了相互矛盾的结果。
在 PDP-11 上，碰巧地址 0 总是包含值 0，因此取消引用空指针也会得到值 0。很多使用这些机器的人认为，由于它们是原始机器 C写在/用于编程，这应该被认为是所有机器上 C 的规范行为（即使它最初是非常偶然地发生的）。
在其他一些机器上（想到Interdata，虽然我的记忆很容易出错）地址0被正常使用，所以它可以包含其他值。还有一些硬件，地址 0 实际上是一些内存映射硬件，所以读/写它做了一些特殊的事情——根本不等同于读/写普通内存。
营地不会就应该发生的事情达成一致，因此他们将其设为未定义的行为。
编辑：我想我应该补充一点，在编写 C++ 标准时，它的未定义行为已经在 C 中得到了很好的确立，并且（显然）没有人认为有充分的理由在这一点上产生冲突，所以他们保持不变。
【讨论】：
给出定义行为的唯一方法是为每个指针取消引用和每个指针算术运算添加运行时检查。在某些情况下，这种开销是不可接受的，并且会使 C++ 不适合它经常用于的高性能应用程序。
C++ 允许您创建自己的智能指针类型（或使用库提供的类型），在安全性比性能更重要的情况下，可以包括此类检查。
根据 C99 标准的第 6.5.3.2/4 条，在 C 中取消引用空指针也是未定义的。
【讨论】：
This 来自@Johannes Schaub 的回答 - litb，提出了一个有趣的理由，这似乎很有说服力。
仅取消引用空指针的正式问题是不可能确定生成的左值表达式的身份：从取消引用指针产生的每个此类表达式在计算该表达式时必须明确引用对象或函数。如果取消引用空指针，则没有此左值标识的对象或函数。这是标准用来禁止空引用的参数。
另一个增加混乱的问题是typeid 运算符的语义使这种痛苦的一部分得到了很好的定义。它说，如果给定一个由取消引用空指针而产生的左值，则结果将引发bad_typeid 异常。虽然，这是一个有限的领域，对于上述寻找身份的问题存在一个例外（没有双关语）。存在对未定义行为产生类似异常的其他情况（尽管不那么微妙，并且在受影响的部分有参考）。
委员会讨论了通过定义一种没有对象或函数身份的左值来全局解决这个问题：所谓的空左值。然而，这个概念仍然存在问题，他们决定not to adopt it。
注意：
将此标记为社区 wiki，因为答案和功劳应归于原始发布者。我只是在这里粘贴原始答案的相关部分。
【讨论】：
真正的问题是，你期望什么行为？
根据定义，空指针是表示对象不存在的奇异值。解引用指针的结果是获得指向对象的引用。
那么如何从指向 void 的指针中获得良好的引用？
你没有。因此未定义的行为。
【讨论】：
abort()?有很多明智的事情可以被定义；问题是，为什么不定义它？
throw 的情况下抛出异常几乎不是明智之举。 （是的，你可以得出关于 Java 的结论。）
我怀疑这是因为如果行为是明确定义的，编译器必须在指针被取消引用的任何地方插入代码。如果定义了实现，那么一种可能的行为仍然可能是硬崩溃。如果未指定，则某些系统的编译器会产生额外的过度负担，或者它们可能会生成导致硬崩溃的代码。
因此，为了避免对编译器造成任何可能的额外负担，他们未定义行为。
【讨论】：
有时您需要一个无效指针（另请参阅 Windows 上的 MmBadPointer）来表示“无”。
如果一切都是有效的，那就不可能了。所以他们使NULL 无效，并且不允许你取消引用它。
【讨论】：
这是一个简单的测试和示例：
分配一个指针：
int * 指针；
？创建时指针中的值是多少？
?指针指向什么？
?当我取消引用当前状态下的这个点时会发生什么？
需要是一个值，表明一个指针没有指向任何东西或它处于无效状态。这就是 NULL 指针概念发挥作用的地方。链表可以使用 NULL 指针来指示链表的结束。
【讨论】：
在其他地方已经提出论点，如果没有大量开销，就不可能为空指针引用定义明确的行为，我认为这是正确的。这是因为 AFAIU 这里的“定义明确”也意味着“便携”。如果您不特别处理 nullptr 引用，您最终会生成简单地尝试读取地址 0 的指令，但会在不同的处理器上产生不同的行为，因此无法很好地定义。
所以，我想这就是为什么取消引用 nullptr（可能还有其他无效指针）被标记为未定义的原因。
我确实想知道为什么这是未定义的，而不是未指定的或实现定义的，它们与未定义的行为不同，但需要更多的一致性。
特别是，当程序触发未定义的行为时，编译器几乎可以做任何事情（例如，可能丢弃整个程序？）并且仍然被认为是正确的，这有点问题。在实践中，您会期望编译器只会将空指针解引用编译为读取地址零，但随着现代优化器变得更好，但对未定义的行为也更加敏感，我认为，他们有时会做更多的事情彻底破坏程序。例如。考虑以下几点：
matthijs@grubby:~$ cat test.c
unsigned foo () {
unsigned *foo = 0;
return *foo;
}
matthijs@grubby:~$ arm-none-eabi-gcc -c test.c -Os && objdump -d test.o
test.o: file format elf32-littlearm
Disassembly of section .text:
00000000 <foo>:
0: e3a03000 mov r3, #0
4: e5933000 ldr r3, [r3]
8: e7f000f0 udf #0
这个程序只是取消引用并访问一个空指针，这会导致生成一个“未定义的指令”（在运行时停止程序）。
当这是一个意外的空指针取消引用时，这可能没问题，但在这种情况下，我实际上是在编写一个 需要 读取地址 0（包含重置向量）的引导加载程序，所以我很很惊讶会发生这种情况。
因此，与其说是答案，不如说是对此事的一些额外看法。
【讨论】：
根据原始 C 标准 NULL 可以是任何值 - 不一定是零。
语言定义指出，对于每种指针类型，都有一个特殊的值——“空指针”——它与所有其他指针值区分开来，并且“保证与指向任何对象或函数的指针进行比较不相等”。 '也就是说，空指针绝对不指向任何地方。它不是任何对象或函数的地址
每种指针类型都有一个空指针，不同类型的空指针内部值可能不同。
【讨论】：
尽管从语言的角度来看，在 C/C++ 中取消引用 NULL 指针确实会导致未定义的行为，但这种操作在编译器中针对在相应地址具有内存的目标进行了很好的定义。在这种情况下，这种操作的结果只是简单地读取地址 0 处的内存。
此外，只要您不绑定引用的值，许多编译器将允许您取消引用 NULL 指针。这样做是为了提供对不符合标准但广泛使用的代码的兼容性，例如
#define offsetof(st, m) ((size_t)(&((st *)0)->m))
甚至还有一个discussion 使这种行为成为标准的一部分。
【讨论】：
char* x;，一个更有趣的概念是((char*)&(((struct_type*)x)->member) - x)。在定义表达式的所有情况下，它将产生该成员的（常量）偏移量，并且如果编译器无法判断 x 是否拥有指向 struct_type 的指针，这是最有效的方法...跨度>
x 在运行时。
因为您无法创建空引用。 C++ 不允许这样做。因此，您不能取消引用空指针。
主要是它是未定义的，因为没有逻辑的方法来处理它。
【讨论】：
*nullpointer 的结果。那将是一个“空左值”，这当然是 Rocky 的意思。 “空左值”将是“空地址”处的左值。 “空地址”是矛盾的。
您实际上可以取消引用空指针。有人在这里做了：http://www.codeproject.com/KB/system/soviet_kernel_hack.aspx
【讨论】：