C++中為什么不要解引用無(wú)效指針

本篇內(nèi)容主要講解“C++中為什么不要解引用無(wú)效指針”，感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“C++中為什么不要解引用無(wú)效指針”吧!

ES.65:不要解引用無(wú)效指針

Reason（原因）

解引用例如null等無(wú)效指針，是無(wú)定義的行為，通常會(huì)立即導(dǎo)致程序崩潰，錯(cuò)誤的結(jié)果，或者內(nèi)存破壞。

Note（注意）

本規(guī)則顯而易見(jiàn)而且眾所周知，但卻很難遵守。它會(huì)帶來(lái)好的代碼風(fēng)格，更充分的庫(kù)支持，不需要很大代價(jià)但可以排除違反的靜態(tài)解析。這是關(guān)于C++類型和資源安全模型的論述的重要組成部分。

See also:（參見(jiàn)）

• Use RAII to avoid lifetime problems.

• 使用RAII避免生命周期問(wèn)題。

• Use unique_ptr to avoid lifetime problems.

• 使用unique_ptr避免生命周期問(wèn)題

• Use shared_ptr to avoid lifetime problems.

• 使用shared_ptr避免生命周期問(wèn)題

• Use references when nullptr isn't a possibility.

• 如果不可能出現(xiàn)空指針，使用引用

• Use not_null to catch unexpected nullptr early.

• 使用not_null盡早捕獲意外的空指針。

• Use the bounds profile to avoid range errors.

• 使用邊界規(guī)則群組避免范圍錯(cuò)誤。

  
  

Example（示例）

void f()
{
    int x = 0;
    int* p = &x;

    if (condition()) {
        int y = 0;
        p = &y;
    } // invalidates p

    *p = 42;            // BAD, p might be invalid if the branch was taken
}

為了解決這個(gè)問(wèn)題，要么擴(kuò)展對(duì)象指針意圖指向的對(duì)象的生命周期，要么縮短指針的生命周期（將解引用操作移到所指向?qū)ο蟮纳芷诮Y(jié)束之前。）

void f1()
{
    int x = 0;
    int* p = &x;

    int y = 0;
    if (condition()) {
        p = &y;
    }

    *p = 42;            // OK, p points to x or y and both are still in scope
}

Unfortunately, most invalid pointer problems are harder to spot and harder to fix.

不幸的是，大多數(shù)無(wú)效指針問(wèn)題難于發(fā)現(xiàn)，也難于修改。

Example（示例）

void f(int* p)
{
    int x = *p; // BAD: how do we know that p is valid?
}

這樣的代碼大量存在。在經(jīng)歷了大量測(cè)試之后，大部分情況下可以動(dòng)作，但是如果只看局部很難判斷一個(gè)指針有沒(méi)有可能為空。因此，空指針也是錯(cuò)誤的主要來(lái)源之一。存在很多方法可以處理這個(gè)潛在問(wèn)題：

void f1(int* p) // deal with nullptr
{
    if (!p) {
        // deal with nullptr (allocate, return, throw, make p point to something, whatever
    }
    int x = *p;
}

There are two potential problems with testing for nullptr:

檢查指針是否為空會(huì)有兩個(gè)潛在問(wèn)題：

• it is not always obvious what to do what to do if we find nullptr

• 在發(fā)現(xiàn)了空指針時(shí)應(yīng)該做什么并不總是很明確。
  

• the test can be redundant and/or relatively expensive

• 檢查可能是多余的而且/或者代價(jià)相當(dāng)高。
  

• it is not obvious if the test is to protect against a violation or part of the required logic.

• 很難判斷這個(gè)檢查只是為了防止違反還是必要邏輯的一部分。
  

void f2(int* p) // state that p is not supposed to be nullptr
{
    assert(p);
    int x = *p;
}

這種做法只在斷言檢查有效時(shí)需要付出一定的代價(jià)，同時(shí)可以為編譯器/解析器提供有用信息。如果C++得到協(xié)議（contracts）的直接支持的話，效果會(huì)更好：

void f3(int* p) // state that p is not supposed to be nullptr
    [[expects: p]]
{
    int x = *p;
}

Alternatively, we could use gsl::not_null to ensure that p is not the nullptr.

另外，我們可以使用gsl::not_null來(lái)保證p不是空指針。

void f(not_null<int*> p)
{
    int x = *p;
}

These remedies take care of nullptr only. Remember that there are other ways of getting an invalid pointer.

這個(gè)改進(jìn)只處理空指針。別忘了還有其他形式的無(wú)效指針。

Example（示例）

void f(int* p)  // old code, doesn't use owner
{
    delete p;
}

void g()        // old code: uses naked new
{
    auto q = new int{7};
    f(q);
    int x = *q; // BAD: dereferences invalid pointer
}

Example（示例）

void f()
{
    vector<int> v(10);
    int* p = &v[5];
    v.push_back(99); // could reallocate v's elements
    int x = *p; // BAD: dereferences potentially invalid pointer
}

Enforcement（實(shí)施建議）

This rule is part of the lifetime safety profile

本規(guī)則是生命周期規(guī)則群組的一部分

• Flag a dereference of a pointer that points to an object that has gone out of scope

• 如果指針指向的對(duì)象已經(jīng)處于生命周期之外，標(biāo)記它的解引用操作。
  

• Flag a dereference of a pointer that may have been invalidated by assigning a nullptr

• 如果指針由于被設(shè)為空指針而無(wú)效時(shí)，標(biāo)記它的解引用操作。
  

• Flag a dereference of a pointer that may have been invalidated by a delete

• 如果由于指針指向的對(duì)象被銷毀而無(wú)效時(shí)，標(biāo)記它的解引用操作。
  

• Flag a dereference to a pointer to a container element that may have been invalidated by dereference

• 如果指針指向的容器元素由于解引用而無(wú)效時(shí)，標(biāo)記它的解引用操作。

到此，相信大家對(duì)“C++中為什么不要解引用無(wú)效指針”有了更深的了解，不妨來(lái)實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！