c++ - 访问 NULL 指针上的类成员

Question

我正在试验 C++，发现下面的代码非常奇怪。

class Foo{
public:
    virtual void say_virtual_hi(){
        std::cout << "Virtual Hi";
    }

    void say_hi()
    {
        std::cout << "Hi";
    }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    Foo* foo = 0;
    foo->say_hi(); // works well
    foo->say_virtual_hi(); // will crash the app
    return 0;
}

我知道虚拟方法调用会崩溃，因为它需要查找虚表并且只能使用有效对象。

我有以下问题

1. 非虚方法 say_hi 如何处理 NULL 指针？
2. 对象 foo 分配在哪里？

有什么想法吗？

Answer 1

对象 foo 是一个类型为 Foo* 的局部变量。该变量可能会在 main 函数的堆栈上分配，就像任何其他局部变量一样。但是 foo 中存储的 value 是一个空指针。它没有指向任何地方。任何地方都没有表示 Foo 类型的实例。

要调用一个虚函数，调用者需要知道这个函数是在哪个对象上调用的。那是因为对象本身决定了真正应该调用哪个函数。 (这通常是通过为对象提供一个指向 vtable 的指针、一个函数指针列表来实现的，调用者只知道它应该调用列表中的第一个函数，而无需事先知道该指针指向何处。)

但是要调用一个非虚函数，调用者不需要知道所有这些。编译器确切地知道将调用哪个函数，因此它可以生成 CALL 机器代码指令以直接转到所需的函数。它只是将一个指针传递给函数被调用的对象，作为函数的隐藏参数。换句话说，编译器将您的函数调用翻译成这样:

void Foo_say_hi(Foo* this);

Foo_say_hi(foo);

现在，由于该函数的实现从不引用其 this 参数指向的对象的任何成员，因此您有效地避开了取消引用空指针的子弹，因为您从不取消引用空指针。

形式上，在空指针上调用任何函数——即使是非虚拟函数——都是未定义的行为。未定义行为的允许结果之一是您的代码似乎完全按照您的预期运行。 您不应该依赖它，尽管有时您会从您的编译器供应商处找到确实依赖它的库。但是编译器供应商的优势在于能够为未定义的行为添加进一步的定义。不要自己做。