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ampawd
Asked:2020-03-10 05:04:19 +0000 UTC2020-03-10 05:04:19 +0000 UTC

在不实例化类型的情况下调用非静态方法是安全的

  • 772

考虑以下 C++03 标准的代码：

struct A
{
    A() { cout << "A()" << endl; }
    ~A() { cout << "~A()" << endl; }

    void foo() { cout << "foo()" << endl; }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    A* pa = (A*)0;

    pa->foo();

    return 0;
}

编译和运行得很好。

出现了以下问题：

1）为什么程序会因为方法的虚拟版本而foo崩溃？

2）如何使用C++11安全调用非静态方法foo，使方法foo有效传递this，从而避免UB使用时？

c++

4 个回答

  1. 1）这是未定义的行为。为什么您编写的内容有效 - 必须在编译器的实现及其创建的代码中寻找答案。提示 - 在一种情况下，在类的主体中声明了一个隐式内联函数。另一方面，当函数是虚函数时，需要有一个初始化的虚表，因为函数的地址存储在其中。该标准不描述实现并将平台视为抽象的冯诺依曼机。

    结果是正确的操作、内存泄漏、完全擦除硬盘驱动器、熔化的处理器，还是从你的鼻子里飞出并开始嘲笑你的恶魔——都没有关系，因为它没有被标准定义。它可以在一个编译器中以这种方式运行，而在另一个编译器中以不同的方式运行，它可以根据编译器的版本而变化，它可以随着每次编译而变化，随着月相的变化，在上级在场的情况下，以及取决于你的心情和上个晴天飞过处理器的中微子数量。或者也许不会改变。

    2）原则上，如果类的实例已经存在，则有一种合法的调用方式。你仍然需要传递一个指向它的指针。你可以用 std::bind 做到这一点。此函数将返回一个可调用对象，该对象将保存绑定到对象实例的方法。如果没有对象，那么什么都没有，如果你不违反标准。

    唯一可以使用空指针的是确定字段的偏移量，但此技术被标准化为 offsetof（在 中定义<cstddef>），其记录可能再次取决于编译器。

    也许您的问题是从静态方法调用非静态方法。当 this 指针已知时（例如，可以传递给静态成员）？这是一个在英文网站上讨论过的例子：

    class Test
{
 typedef void (Test::*ptrToMemberFunc)();
 ptrToMemberFunc function;
public:
    Test(int pointTo)
    {
        if (pointTo == 1)
            function = &Test::Function1;
        else
            function = &Test::Function2;
    }

    static void CallIt(void* cStyle)
    {
        Test* t(static_cast<Test*>(cStyle));

        Test::ptrToMemberFunc pf(t->function);

        // Внутренний -> - доступ к полю. Внешний -> передает t как this
        (t->*(t->function))();
    }

    void CallIt()
    {
        (this->*function)(); // -> передает this указателю на член

    }

private:
    void Function1()
    {
        std::cout << "Function 1" << std::endl;
    }

    void Function2()
    {
        std::cout << "Function 2" << std::endl;
    }
};

    在这种情况下，使用了一个非静态指针，它在构造函数中被初始化，这就是奇怪的构造 (t->*(t->function))() 出现的原因；这个例子是在不创建子类的情况下模拟了对虚表的操作，从这段代码中可以明显看出你在描述虚表的功能时落在了哪里。

    • 5
  2. Best Answer

    1. 如您所知，您的代码包含未定义的行为。不允许在空指针上调用方法。

      如果编译器将非虚拟方法调用编译this为作为隐藏参数传递的静态定义方法调用，并且您没有在方法代码中取消引用this，并且优化器决定不使用显式 UB，则这可能不会下降。

      同样，如果优化器对您的代码进行流分析，发现它实际上知道参数的确切类型，将其去虚拟化并静态调用该方法，则对虚拟方法的调用可能不会崩溃。或者，如果优化器决定通过虚拟方法表调用，它可能会下降。

      UB，就是，你可能幸运，也可能不幸运。

    2. 按照标准，没办法。非静态方法只有在您手中有一个对象（或指向对象的指针）时才能被调用，该对象的类型与所需的类型匹配或从中派生。你不能this明确地“传递你的”。而既然有了对象，就已经构造好了。

      通过指向另一个对象的指针或空指针进行的调用是 UB。不要这样做。

    另一方面，如果您正在为特定编译器编写代码，您有时可以要求它吞下调用nullptr并在不存在this. 但这是标准范围之外的灰色地带。除非真的有必要，否则不要这样做。

    • 3

  3. 让我这样说吧——如果一个方法可以在不创建类实例的情况下被调用，那么根据定义，它就是静态的。
    正如 Occam 所说，不要在不必要的情况下增加实体，并使这种方法静态化。
    否则，您的项目类似于问题 - 如何让躯干在没有头的情况下移动。他们说这种情况会发生……但非常不可靠，而且不会持续很长时间。

    • 2

  4. 在解决方法中，我只想到了 crtp；示例代码如下所示：

    #include <cstdio>
#include <iostream>

template<typename T>
class A
{
public:
    A(){};
    ~A(){};

    void foo() { static_cast<T*>(this)->foo(); }
};

class B : public A<B>
{
public:
    B(){};
    ~B(){};

    void foo() { std::cout << "my leg... my fucking leg... " << std::endl; }
};

int main(int argc, char *argv[])
{

    A<B>* a = nullptr;
    a->foo();

    std::cout << "seems ok" << std::endl;
    return 0;
}

    至于安全性，我希望它是明确的，因为。取消引用空指针就像纯水的 UB :)

    PS 这篇文章是我的恕我直言，我没有在失望中检查它。从编译器的角度来看，一个紫色的静态函数或非静态函数，调用一个非静态函数很可能看起来像这样：A::foo(&a);因此，你可以在那里传递任何 &a，一切都会起作用，直到需要这个，这个是 UB 所在的位置。那些。如果非静态成员函数 foo() 实现静态行为（您可以毫无问题地为它添加前缀static），那么视图构造((A*)nullptr)->foo();是可行的，尽管它在法律上是 UB。

    • 0

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