c++理解在清理后访问全局变量不会给出某种错误

Question

我有一个关于全局变量在 C++ 中如何工作的问题。我知道全局变量是邪恶的，所以这不是这个问题的重点。我只是想更深入地了解以下示例中发生的事情。

#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <vector>

class B
{
public:
  B();
  ~B();
private:
  static std::vector<int32_t> v_;
};

B::B()
{
  std::cout << "v_.size() = " << v_.size() << std::endl;
  for (auto i : v_)
    std::cout << i << std::endl;
}

B::~B()
{
  std::cout << "v_.size() = " << v_.size() << std::endl;
  std::cout << "v_[0] = " << v_[0] << std::endl;
  std::cout << "v_.at(0) = " << v_.at(0) << std::endl;
  for (auto i : v_)
    std::cout << i << std::endl;
}

B b;

std::vector<int32_t> B::v_ { 5, -7 };

int main()
{
  return 0;
}

给出这个输出:

$ ./test 
v_.size() = 0
v_.size() = 2
v_[0] = 0
v_.at(0) = 0
0
0

为什么B的析构函数中vector的大小还是2？

当我访问 vector 的元素时，我得到了随机内存，我有点理解这是因为 vector 在 B 之前被清理了。但是对我来说 vector 的大小应该是 0 或者更好的方式抛出某种错误问尺寸的时候。即使使用 at() 函数也不会抛出错误，因为大小仍然是 2。

我也知道我可以通过切换 b 和 vector 的初始化来解决这个问题。我的问题更多是为什么这个特定示例不会引发某种错误，因为在我看来它应该。

注意:就像我的评论一样:为什么这种行为属于未定义行为而不是读取或写入非法内存位置，因为此时 vector 不存在？我有点想这会/应该产生段错误，但我不明白为什么它不会产生

Answer 1

未定义的行为意味着你的程序的行为没有被C++标准定义。符合标准的 C++ 编译器可以对已经或将表现出未定义行为的程序执行任何操作(是的，UB 可以进行时间旅行)。

您的程序在 B::B 中构造之前将 v_ 作为对象进行访问，从而表现出未定义的行为。鉴于它这样做，您的程序执行不会受到 C++ 标准的指定或约束。

在这种情况下，编译器将 UB 访问视为访问空的 std::vector。这是有效的，因为任何东西都是有效的。然后程序继续进行，就好像您没有完成 UB(除了上述症状)，这也是一个有效的选项。

如果我们想象删除 ctor 中的 UB，在销毁过程中您的程序再次显示 UB。这次是在 v_ 被销毁后将其作为 vector 对象访问。同样，通过这样做，您的程序的行为在 UB 之前、之中和之后都不受 C++ 标准的定义或约束。

在这种情况下，它的行为就好像你有一个值为 0 的 2 个值的 vector 。这是符合的，因为任何东西都是符合的。

许多可能性之一是数据在堆上被回收，但指针悬空。将 vector 的“腐烂”数据视为指针，它们仍然指向 2 sizeof(int)，并且 .size() 将其读取为 2。但是，数据指向已经在堆上回收了，那里有不同的数据。