其中哪一个会创建空指针？

Question

该标准规定取消引用空指针会导致未定义的行为。但什么是“空指针”？在下面的代码中，我们称之为“空指针”：

struct X
{
  static X* get() { return reinterpret_cast<X*>(1); }
  void f() { }
};

int main()
{
  X* x = 0;
  (*x).f(); // the null pointer?  (1)

  x = X::get();
  (*x).f(); // the null pointer?  (2)

  x = reinterpret_cast<X*>( X::get() - X::get() );
  (*x).f(); // the null pointer?  (3)

  (*(X*)0).f(); // I think that this the only null pointer here (4)
}

我的想法是，空指针的取消引用仅发生在最后一种情况下。我说得对吗？根据 C++ 标准，编译时空指针和运行时之间有区别吗？

Answer 1

只有第一个和最后一个是空指针。其他的是reinterpret_cast的结果，因此对实现定义的指针值进行操作。它们的行为是否未定义取决于您转换到的地址是否有对象。

Answer 2

计算结果为 0 的整数常量表达式作为空指针是有效的，因此第一种情况也是取消引用空指针。

通过某些算术计算设置为 0 的指针不一定是空指针。在大多数实现中，它的行为方式与空指针相同，但标准不保证这一点。

Answer 3

C++ 标准 (2003) 4.10

4.10 指针转换

1 空指针常量是
积分常量表达式 (5.19)
计算的整数类型的右值
为零。空指针常量可以
转换为指针类型；这
结果是空指针值
该类型可区别于
指向对象的指针的每个其他值
或指向函数类型的指针。两个空
相同类型的指针值应
比较相等。的转换
指向指针的空指针常量
cv 限定类型是单一的
转换，而不是 a 的序列
指针转换后跟
资格转换（4.4）。

5.2.10 重新诠释演员阵容

注64) 积分常数的转换
表达式 (5.19) 的值为零
总是产生一个空指针（4.10），
但转换其他表达式
碰巧价值为零的需求
不产生空指针。

1) X* x = 0; (*x).f(); 是的。
0 是整型常量表达式，转换为空指针常量。
然后可以将空指针常量转换为空指针值。

2) x = X::get(); 否，参见 5.2.10 中的注释 64

3) x = reinterpret_cast( X::get() - X: :get() ); 否，参见 5.2.10 中的注释 64

4) ((X)0).f();是的。
0（积分常量表达式）-->空指针常量 -->
空指针值。

Answer 4

X* x = 0;
(*x).f(); // the null pointer?  (1)

我认为这符合解除引用的资格，即使 f() 从未实际使用 this 指针，并且 X 中没有虚拟方法。我的本能反应是这是一次崩溃，但现在想起来，我不太确定。

x = X::get();
(*x).f(); // the null pointer?  (2)

可能是一个无效的指针。不确定它是否会崩溃（推理见上文）。

x = reinterpret_cast<X*>( X::get() - X::get() );
(*x).f(); // the null pointer?  (3)

表达式 X::get() - X::get() 是否可以编译？我认为像这样从另一个指针中减去一个指针是不合法的。

编辑：哦！当然是合法的。我在想什么？显然，我是栗色的。