解除空指针引用并不总是未定义行为？

Question

我一直知道标准规定对null解引用是未定义行为。然而，(链接1)称：“p = 0; *p;”不是固有错误，并提供了一个(链接2)，该链接表示：“当p为空时，*p不是一个错误，除非将lvalue转换为rvalue”。（我认为这是个错别字，应该是“除非将lvalue转换为rvalue”）。链接1还说，char *p = 0; char *q = &*(p)是“未定义的”，我理解为至少是“明确定义的”或“实现定义的”。

能否请一位语言专家提供权威解释？

这是什么情况？

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我不是语言法律专家，但我看过这些链接，认为在不使用值的情况下解引用空指针本身并不是UB。是的，它似乎有一个笔误，应该是左值到右值，因为在link1中引用的方式就是这样。我认为在静态成员的情况下这是有意义的，只需要operator*的静态类型，而link1在我看来也是一致的。 - drRobertz

如果实现导致了段错误，那真的算是未定义行为吗？我想不出有哪些实现不会导致段错误。 - Donnie

我对一个类实例指针解引用是未定义行为的类似问题很感兴趣。尝试将NUll指针分配给引用时，std::string &s = nullPointer; 尝试解引用char也应该意味着获取该位置的char值。解引用类实例意味着获取该位置的对象，但您实际上没有提取任何值，因为您没有使用成员访问运算符。我想知道这是否是未定义行为。请注意，解引用char*应该意味着获取该位置的CPU char。这应该会导致硬件异常。 - user13947194

Answer 1

我通过这个答案深入探讨了关于空指针的间接寻址问题。简而言之，按照核心问题所解释的那样，它本身是明确的。委员会使用了多年前提出的一个空左值的概念（但从未采用）；*p应该是这样的一个空左值，除非我们尝试访问这个左值背后的（不存在的）内存位置（例如通过执行左值到右值转换），否则所有其他操作都会像预期的那样工作。例如，&*p等同于p，除非p无效。 （这也适用于数组末尾后面的指针，这对于常见的习语&arr[n]是必要的）。

我还开始起草一份关于空左值的论文（这仍在进行中，并且对N4640的重新定义尚未完成），因此我们有机会在以后看到更多内容。

- Columbo

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在我看来，如果C和C++的标准能够承认零大小的左值的概念，并将null视为这样的实体，那么许多问题都可以得到解决。如果我们认识到指针可以指向对象的起始点和/或结束点（例如对于int foo[10]，指针foo+1将指向第一个元素的末尾和第二个元素的起始点，而foo+10只会指向第十个元素的末尾），并且指向不同对象的指针必须是不同的，除了指向一个对象起始点的指针可能指向另一个对象的末尾。 - supercat

如果采用“最后一个元素加一”的概念，就可以自然地与其他所有内容相匹配，而不需要特殊处理，空的左值也同样适用（起始地址可以等于另一个对象的结束地址，结束地址可以等于另一个对象的开始地址）。要求需要具有唯一地址的对象的代码必须给它们赋予非零大小，否则必须使用特殊手段创建唯一对象，这比要求所有对象都具有非零大小要干净得多。 - supercat