从空缓冲区构造`std::ostream`是否有效？答案

【问题标题】：Is it valid to construct an `std::ostream` from a null buffer?从空缓冲区构造`std::ostream`是否有效？
【发布时间】：2014-10-30 16:30:51
【问题描述】：

考虑以下几点：

std::ostream out(nullptr);

这合法且定义明确吗？

如果我现在这样做呢：

out << "hello world\n";

这是否合法且定义明确？如果是这样，大概是一种无操作？

【问题讨论】：

如果我认为这样的事情应该有效并且似乎有效，我总是添加一个单元测试。这样，如果有人为另一个编译器/平台 stdlib 构建，那么他们就知道它坏了。
@paulm：我几乎同意，除了单元测试不是你应该用来验证定义良好的东西。
除非它访问内存越界或我没有看到问题？但是单元测试应该在启用应用程序验证器/valgrind 等的情况下运行
@paulm：这是因为您不能依赖 UB 来获得可靠、可重复或可立即检测到的症状。
您所依赖的晦涩行为应该始终在测试套件中，即使您发现它在标准中也是如此。像这样的某些事情可能是某些库/编译器实现中的未知错误。

标签： c++ c++11 std iostream

【解决方案1】：

是的，实例化该流是合法且定义明确的。您可以安全地将其与另一个流交换，或者稍后给它一个新指针（这次指向现有缓冲区）。输出操作本身确实是空操作。

原因如下：

构造没有非空前置条件，只有这个后置条件：

[C++11: 27.7.3.2/2]: 后置条件：rdbuf() == sb。
有趣的是，它明确指出不应在构造函数中对sb 执行任何操作：

[C++11: 27.7.3.2/4]: 备注：不对rdbuf()进行任何操作。
但也要注意：

[C++11: 27.7.3.2/1]: 效果：构造basic_ostream 类的对象，通过调用basic_ios<charT,traits>::init(sb) (27.5.5.2) 为基类分配初始值。
init(sb) 调用具有当sb 为NULL 时在流上设置badbit 的效果：

[C++11: 27.5.5.2/3]:后置条件：该函数的后置条件如表128所示。

[C++11: Table 128]: [..] rdstate(): goodbit 如果sb 不是空指针，否则 badbit。 [..]
输出操作会导致相当于取消引用空指针的操作：

[C++11: 27.7.3.1/2]: 两组成员函数签名共享共同的属性：格式化输出函数（或插入器）和未格式化输出函数。 两组输出函数通过相当于调用rdbuf()->sputc(int_type)的动作生成（或插入）输出字符。它们可以使用basic_ostream的其他公共成员，但不能调用@987654342的任何虚拟成员@ 除了overflow()、xsputn() 和 sync()。

除了它从来没有走到这一步，因为 basic_ostream::sentry 构造：

[C++11: 27.7.3.4/3]:如果任何准备完成后os.good()是true，ok_ == true否则，ok_ == false。

对于explicit operator basic_ostream::sentry::bool() const;：

[C++11: 27.7.3.4/5]: 效果：返回ok_。

和：

[C++11: 27.7.3.7/1]: 每个未格式化的输出函数通过构造sentry 类的对象开始执行。如果此对象返回true，同时转换为bool 类型的值，该函数将努力生成请求的输出。 [..]

...这意味着当badbit 已经设置时，根本不会发生任何输出操作。

This was also the case in C++03.

【讨论】：

+1 很酷的东西！很高兴知道，如何通过使用std::ostream 有效地制作/dev/null。