为什么成员函数调用没有段错误？答案

【问题标题】：Why no segfault on member function call?为什么成员函数调用没有段错误？
【发布时间】：2013-10-16 17:01:05
【问题描述】：

我正在寻找有关这段代码的说明。对 A::hello() 的调用有效（我期望一个 segv）。段错误确实发生在对成员 x 的访问上，所以似乎单独的方法解析实际上并没有取消对 bla 的引用？

我在关闭优化的情况下编译，gcc 4.6.3。为什么 bla->hello() 不爆炸？只是想知道发生了什么。谢谢。

class A
{

public:
    int x;

    A() { cout << "constructing a" << endl; }

    void hello()
    {
        cout << "hello a"  << endl;
    }

};

int main()
{
    A * bla;
    bla = NULL;
    bla->hello();    // prints "hello a"
    bla->x = 5;      // segfault
}

【问题讨论】：

未定义的行为是未定义的。
类似：stackoverflow.com/questions/669742/…
不错的链接@chris。我知道 NULL 取消引用是未定义的，但很高兴知道幕后发生了什么。

标签： c++ pointers null segmentation-fault

【解决方案1】：

您的程序表现出未定义的行为。 “似乎有效”是未定义行为的一种可能表现形式。

特别是，bla->hello() 调用似乎有效，因为hello() 实际上并没有以任何方式使用this，所以它只是碰巧没有注意到this 不是一个有效的指针。

【讨论】：

【解决方案2】：

您正在取消引用NULL 指针，即尝试访问存储在地址NULL 的对象：

bla = NULL;
bla->hello();
bla->x = 5;

这会导致未定义的行为，这意味着任何事情都可能发生，包括将5 分配给成员x 时出现的段错误以及欺骗性“按预期工作” 在调用 hello 方法时效果。

【讨论】：

【解决方案3】：

理论上，这是未定义的行为。实际上，您在调用hello() 时不使用this 指针，它根本不引用您的类，因此可以正常工作并且不会产生内存访问冲突。但是，当您执行bla->x 时，您试图通过未初始化的bla 指针引用内存，并且它崩溃了。同样，即使在这种情况下也不能保证它会崩溃，这是未定义的行为。

【讨论】：

是的，因为 hello 是非虚拟的，所以不需要访问 ref 指针来调用它。编译器使用指针的类型来解析特定的 hello 方法，仅此而已。（甚至有一种模糊的可能性，这种行为是“定义的”。）
@HotLicks：好吧，我不会说它是定义的，因为 C++ 标准没有说明该语言应该如何实现。所以从语言标准的角度来看，它可能不是。但从某些 ABI 的角度来看，它也可以很好地定义:)

【解决方案4】：

至少在典型实现中，当您通过指针调用非虚拟成员函数时，不会取消引用该指针以找到该函数。

指针的类型用于确定搜索函数名称的范围（上下文），但这完全发生在编译时。指针指向的内容（包括“无”，在空指针的情况下）与查找函数本身无关。

编译器找到正确的函数后，通常会将类似a->b(c); 的调用翻译成大致相当于：b(a, c); -- a 然后成为函数内部this 的值。当函数引用对象中的数据时，this 被取消引用以找到正确的对象，然后通常应用偏移量以在该对象中找到正确的项目。

如果成员函数从不尝试使用对象的任何成员，this 是空指针这一事实不会影响任何事情。

另一方面，如果成员函数确实尝试使用对象的成员，它将尝试取消引用 this 来执行此操作，并且如果 this 是 NULL 指针，则不会工作。同样，调用虚函数总是使用对象中的 vtable 指针，因此尝试通过空指针调用虚函数可能会失败（无论虚函数中的代码是否引用对象中的数据与否）。

正如我一开始所说的，我在这里谈论的是典型的实现。从标准的角度来看，你只是有未定义的行为，这就是它的结束。理论上，实现并不必须按照我所描述的方式工作。然而，实际上，基本上所有相当流行的 C++ 实现（例如 MS VC++、g++、Clang 和 Intel）在这些方面都非常相似。

【讨论】：

谢谢，我希望能解释一下实践中实际发生的情况，所以答案太棒了。

【解决方案5】：

只要成员函数不取消引用 this，调用它通常是“安全的”，但您会处于未定义的行为领域。

【讨论】：