c++ - 正在将未初始化的变量传递给另一个函数 UB

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我想知道仅将未初始化的变量传递给函数是否会导致未定义的行为？

这对我来说真的很奇怪。

假设我们有以下代码:

void open_db(db* conn)
{
  // Open database connection and store it in the conn
}

int main()
{
  db* conn;
  open_db(conn);
}

这对我来说似乎完全合法。它不会取消引用未初始化的变量，也不会中继其状态。它只是将未初始化的指针传递给另一个函数，该函数通过operator new在其中存储一些数据。或类似的东西。

如果是 UB，您能引用标准中所说的确切位置吗？

对于像 int 这样的其他类型也是如此吗？ ？

void foo(int bar)
{
  // ...
}

int main()
{
  int bar;
  foo(bar); // UB?
}

Answer 1

它是 UB，参数的类型并不重要。 C99的相关位是:当你声明一个具有“自动存储持续时间”的变量但不初始化它时，它的值是不确定(6.2.4p5，6.7.8p10)；任何不确定值的使用都会引发未定义的行为(J.2 指 6.2.4、6.7.8 和 6.8)¹。

即使它不是 UB(例如，如果 conn 已初始化)，此代码也不会达到您预期的效果。正如所写，open_db 无法修改其调用者中的变量 conn。

无论 conn 是否初始化，代码上的细微变化都是有效的，并且确实会执行您期望的操作:

void open_db(db **conn)
{
  *conn = internal_open_db();
}

int main()
{
  db *conn;
  open_db(&conn);
}

地址运算符，一元&，是该语言中为数不多的在以下情况不会引发未定义行为的事物之一:应用于未初始化的变量，因为它不读取变量的值。它仅确定变量的内存位置。这是一个确定的值，可以安全地传递给 open_db (但请注意，它的类型签名已更改:它现在正在接收一个指向 db 的指针。 code>。并且 open_db 现在可以使用指针取消引用运算符一元 * 将结果写入变量。

仅在 C++ 中，这种非常常见的模式接受了一些语法糖:

void open_db(db *&conn)
{
  conn = internal_open_db();
}

int main()
{
  db *conn;
  open_db(conn);
}

将第二个星号更改为 & 符号会使 open_db 的 conn 参数现在成为对指针的“引用”。它仍然是一个指向“底层”指针的指针，但编译器会根据需要为您填充 & 和 * 运算符。

<小时/>

¹ 对于我的语言律师同行:附件 J 是非规范性的，我找不到任何规范性声明来支持其主张，即使用不确定值总是 布。 (如果我能首先找到“使用值”的定义，这可能会有所帮助。我相信其意图是触发 6.3.2.1p2“左值转换”的任何内容，但我认为这永远不会实际上已声明。)

“不确定值”的定义是“未指定的值或陷阱表示”；使用未指定的值不会引发 UB。使用陷阱表示确实会引起 UB，但并非所有类型都有陷阱表示。 C11(但不是 C99)在 6.3.2.1p2 中有一句话非常直白地指出“如果[代码从]一个具有自动存储持续时间的对象中读取一个值，该对象可以使用寄存器存储类进行声明(从未获取过其地址)，并且该对象未初始化，行为未定义”——但请注意，这里没有使用艺术术语“不确定值”，并且它将规则限制为以下变量:地址未被占用。

但是，C 编译器绝对会将读取任何未初始化的变量视为 UB，无论其类型是否有陷阱代表或其地址是否已被占用，J.2 无疑反射(reflect)了委员会的意图，许多示例也是如此在第 7 条中，“不确定”一词的出现仅仅是为了指出读取某些变量是 UB。