独占指针 < 0 或者小于运算符是做什么用的？

Question

我正在处理一些不是我写的代码。我有以下语句：

// p is type of std::unique_ptr<uint8_t[]>
if (p < 0) { /* throw an exception */ }

在这个上下文中，“p < 0”是什么意思呢？在文档页面上，我认为我的情况是“16) y < nullptr”，其中“0”是“nullptr”。但它具体是做什么呢？

- Sagid

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基于x64中，内核范围的规范指针具有设置了上位比特，这可能是一种（愚蠢的硬编码）检查指针是否属于内核空间的方法 - 如果下面的答案是正确的话，那么不是。 - Michael Chourdakis

在WINAPI中，p==-1是一个无效的句柄。由于2^64是一个非常巨大的数字，任何明智的p都应该是正数。因此，p<0检查WINAPI的无效句柄并不是一个好的代码实现。 - ALX23z

@OP：您能否稍微澄清一下这段代码的使用情况？它是在Linux还是Windows上使用的？指针的值是否与某些WINAPI代码相关？我认为如果您澄清了这一点，上面的评论可能就是好答案了。 - walnut

@ALX23z 但是 WINAPI 句柄应该是 uint8_t* 类型（或者甚至是 uint8_t 数组类型）吗？我认为它们是 void*，不是吗？ - walnut

@walnut，它们不是void*，它们有宏HANDLE_PTR或类似的东西，基本上是long*，如果我没记错的话。 - ALX23z

Answer 1

unique_ptr < 0 OR what does less than operator do?

这将匹配cppreference上的重载(11)：operator<(const unique_ptr&, nullptr_t);。0会隐式转换为std::nullptr_t。根据文档，结果是std::less<unique_ptr<T,D>::pointer>()(x.get(), nullptr)。

结果在实现上是未定义的，但在大多数系统上都是无条件为false。假设在一个奇特的系统中，null没有二进制表示为0，则结果可能为true。

I believe my case is 16)

(16)与另一种情况相同：0 > unique_ptr。结果相同。

- eerorika

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@alteredinstance，0不被“视为”nullptr（或取决于您对“视为”的理解）。0隐式转换为std::nullptr_t。 - eerorika

@alteredinstance 转换不能反过来进行。int x = nullptr 是不合法的。 - eerorika

抱歉，我重新措辞了我的问题，省略了“反过来”的部分。那不是我想说的意思。 - alteredinstance

std::nullptr_t旨在与任何空指针常量一起使用，而不仅仅是nullptr。 0（例如0L）也是空指针常量，因此可以使用它们来创建std::nullptr_t。 - eerorika

更准确地说，我们有auto p = std::make_unique<uint8_t[]>(pos_number);然后我们改变数据p.get(); 那么现在它对你来说完全没有任何意义，是吗？ - Sagid

Answer 2

请检查您的代码中是否有重载 operator < 的情况。这似乎是 (p < 0) 为 true 的唯一可能性。

例如：

bool operator< (const std::unique_ptr<uint8_t[]>&, int) { return true; }

int main() {
    std::unique_ptr<uint8_t[]> p;
    std::cout << (p < 0) << std::endl;
}

输出：

1

实时演示

否则，正如其他人所说，0会隐式转换为std::nullptr_t，这将选择bool operator<(const unique_ptr<T, D>& x, nullptr_t)重载，该重载将调用std::less(p, 0)，它将返回false（即使在具有-1指针值的Windows上也是如此）。

- rustyx

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它不一定会返回 false。这要么是实现定义的，要么是未指定的（我不确定）。但我同意它可能在大多数（全部？）实现中返回 false。另请参见 @eerorika 的答案。 - walnut

Answer 3

这个表达式与此模板运算符匹配（0被转换为nullptr）：

template <class T, class D>
bool operator<(const unique_ptr<T, D>& x, nullptr_t);

这返回的是std::less<unique_ptr<T,D>::pointer>()(p.get(), nullptr)，其永远为假（因为std::less是一个严格排序函数）（演示）。

- YSC

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它并不总是返回“false”。它是否这样做要么是实现定义的，要么是未指定的。尽管在大多数（全部？）当前实现中，它可能总是返回“false”。 - walnut

@walnut 除非问题明确要求从标准的角度回答（例如通过 [tag:language-lawyer] 标签），否则我会从实际应用的角度回答。所有 std::less 的实际实现都返回 false。 - YSC

没问题，我只是不认为你的解释（"as std::less is a strict order functor"）有说服力。它可以是一种严格的序列，而不必返回 false。实际原因可能是零指针值由最低可能地址表示或类似的东西。 - walnut