其中哪些会创建一个空指针？

Question

该标准指出，解除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，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，空指针的解引用仅发生最后一例。我对吗？根据C++标准，编译时空指针和运行时是否有区别？

Answer 1

只有第一个和最后一个是空指针。其他是reinterpret_cast的结果，因此对实现定义的指针值进行操作。行为是否是未定义的取决于您输入的地址是否有对象。

Answer 2

计算结果为0的整数常量表达式作为空指针有效，因此第一种情况也是解引用空指针。

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，但这不是标准保证的。

Answer 3

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

我认为这有资格作为间接引用，即使f()实际上从未使用this指针，并有在X没有虚方法。我的反应是说这是一场崩溃，但现在我想到了，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（参见上面的推理）。

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

是否表达式X::get() - X::get()编译？我不认为从这样的另一个指针中减去一个指针是合法的。

编辑：哦！当然这是合法的。我在想什么？显然，我是一个栗色。

Answer 4

C++标准（2003）4.10

4.10指针转换

1空指针常数是评估 零整数类型的 积分常量表达式（5.19） 右值。一个空指针常量可以被 转换为一个指针类型;所述 结果是 该类型的空指针值，并区别于 指针的每个其他值到对象 或指针的功能类型。同一类型的两个空 指针值应 比较相等。将 空指针常量转换为指向 cv限定类型的指针是单个 转换，而不是 指针转换后跟 限定转换（4.4）的顺序。

5.2。10重释投

注64）与值变换积分常数 表达式（5.19）零 总是产生一个空指针（4.10）， 但将其他表达式 碰巧具有值零需要 不产生一个空指针。

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

2）x = X::get();无参见注释64在5.2.10

3）x = reinterpret_cast<X*>(X::get() - X::get());没有，见注64 5.2.10

4）（（X）0）.F（） ;是。 0（整型常量表达式） - >空指针常量 - > 空指针值。