安全地檢查'this`是否爲空

Question

首先，我知道調用空指針的方法是未定義的行爲。我也知道，因爲這不應該發生，編譯器可以（並且確實）假設this始終爲非空。

但是在實際的代碼中，你有時會意外地做它。通常，它沒有不良影響，但當然this在方法中爲null，並且可能會崩潰。

作爲一種調試手段，本着碰撞早期的精神，我把assert(this != 0)放在一個方法中，我偶爾在空前的指針上調用過空指針。它似乎工作，但鐺與抱怨：

warning: 'this' pointer cannot be null in well-defined C++ code; comparison may be 
     assumed to always evaluate to true [-Wtautological-undefined-compare] 
    assert (this ! = 0); 
      ^~~~  ~ 

我不知道最好的（至少不正確的）的方法是檢測this是空的。一個簡單的比較可以優化出來。

• 我可以在this上做一些指針運算來試圖欺騙編譯器，或者強制它把指針當作一個整數。
• 我可以使用memcmp。
• 也許有編譯器特定的擴展來說「不要優化這個表達式」？

另外一個值得關注的是，在繼承的情況下，「空」這個指針實際上可能是類似0x00000004，所以這將是很好也處理這種情況。我對Clang，MSVC或GCC的解決方案感興趣。

Answer 1

也許如果你嘗試assert(this != nullptr)但我認爲也會抱怨。你可能想嘗試類型轉換this然後檢查值：

int* ptr = static_cast<int*>(this); 

然後用assert檢查。

Answer 2

在gcc中，你可以用-fsanitize=null構建。 Clang也應該有這個選項。

從man gcc：

 -fsanitize=null 
      This option enables pointer checking. Particularly, the application built with this option turned on will issue an error message when it tries to dereference a NULL pointer, or if a 
      reference (possibly an rvalue reference) is bound to a NULL pointer, or if a method is invoked on an object pointed by a NULL pointer. 

這是一個測試程序：

[ ~]$ cat 40783056.cpp 
struct A { 
    void f() {} 
}; 

int main() { 
    A* a = nullptr; 
    a->f(); 
} 
[ ~]$ g++ -fsanitize=null 40783056.cpp 
[ ~]$ 
[ ~]$ ./a.out 
40783056.cpp:7:7: runtime error: member call on null pointer of type 'struct A' 

Answer 3

你應該調用成員函數前檢查指針，之後吧。

Class *object = ...; 
...; 
if (object) { 
    object->... 
} 

檢查是否this是nullptr在成員函數只能引進調用開銷，它應該永遠是調用者的責任，以確保this永遠不會nullptr或懸掛或野指針。 不檢查rhs是否與作業運算符中的lhs相同的原因。 （但應該確保自賦值可以正常工作，實現這樣的操作可能會非常棘手且容易出錯）

試圖訪問成員函數或變量時this是nullptr通常會立即崩潰您的程序，並取消引用nullptr是實際上。斷言（這個！= nullptr）當這個== nullptr也會立即終止你的程序，但提供比崩潰更多的信息，這也是依賴於ub。

第一個ub檢查方法需要較少的工作量，並提供較少的信息。前者的ub檢查方法需要更多的努力（無處不在），但確實提供了更多信息。原來一個折衷？

如果可以複製崩潰，我寧願第一個（沒有斷言），可以添加一些日誌並快速（O（lgn））找出哪一行崩潰的程序，並且事實this是nullptr 。並找出哪個呼叫有問題。

否則，assert可能會提供更多的信息，但是在這種情況下「取消引用nullptr」是否有幫助？我對此表示懷疑。

所以在我看來，正確的做法是建立一個良好的日誌記錄系統，並使其更容易重現錯誤。

Answer 4

首先，正如對這個問題的評論所指出的那樣：嘗試使用內置於編譯器中的消毒劑。

要回答您的問題：您可以將您的指針投射到uintptr_t並比較該值。請注意，此轉換爲實現定義，並不保證按預期工作。

下面的代碼沒有優化鏗鏘聲3.9，但刪除空指針檢查與GCC 7.0。 0x10已被任意選擇。

struct foo 
{ 
    void bar() { 
     if(this == nullptr) { 
     sink(__LINE__); 
     } 
     if((uintptr_t)this < 0x10) { 
     sink(__LINE__); 
     } 
     if((volatile uintptr_t)this < 0x10) { 
     sink(__LINE__); 
     } 
    } 
}; 

demo

Answer 5

clang是正確與警告你 - 如果條件this == 0值爲true，你的程序已經走了南方，並露出不確定的行爲。所以，你期待定義的性能（assert()正確執行），當你已經知道你的程序不能預期的行爲，這是一種奇怪的。

聽起來像是掛在您嘗試削減你上面，再一起結兩端繩子......

如果你想確保你的方法是不是有(this == 0)意外調用，只需讓它virtual和它會強制轉儲核心。