编译器在调试模式下是否假设"this"不是nullptr？

Question

我在想是否在每个成员函数中加入assert( this != nullptr );是一个好主意。我认为编译器可以决定完全忽略此断言，因为假定this不能为空指针，所以该断言始终为真并可在编译时解决。

但是如果编译器没有做出这种假设，则此断言非常有用，可以早期捕获问题。

编译器会做出这种假设吗？

- qdii

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结构体foo { int bar; void baz() { bar = 1; } } *crash = 0; crash->baz(); 嘿，这时的“this”是NULL。 - Jonathan Potter

@JonathanPotter 是你吗？我说 crash->baz() 是未定义行为，因此之后的任何结果都有可能发生。 - Luchian Grigore

@JonathanPotter：嘿，瞧，this已经被转化成了一块美味的奶酪。 - Lightness Races in Orbit

如果 "this" 为 null，你的程序已经出现了错误。 - Kaz Dragon

@KazDragon 但是发现你的程序已经出了问题，这些断言的存在就是为了这个目的，不是吗？ - qdii

Answer 1

不，编译器通常不会假设这一点。甚至有些商业代码中都包含这些检查，有些不仅是断言，还有逻辑检查，例如：if (!this) { doSomeWork(); }。

虽然你无法遇到 this 为 NULL 的情况而不陷入未定义的行为，但如果你对实现细节非常了解，那么这是一个可以进行的检查；而且，你是正确的，它确实可以帮助调试。

不过我不会把它放在每个地方，或者任何地方。如果 this 确实是 NULL，则在访问某些成员时您可能会稍后出现崩溃。如果您没有访问任何成员，请考虑将该方法标记为static。它也会不必要地使代码膨胀。

- Luchian Grigore

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为什么你不把它放到任何地方？ - qdii

这有点过头了 - 你最终会因为空指针引用而崩溃，所以断言失败并没有真正添加任何有用的东西。 - Paul R

@qdii 我看不出有什么好处。 - Luchian Grigore

谢谢大家，这很有道理。不过我对 if (!this) doSomeWork(); 有点惊讶，因为这是明显的未定义行为，你为什么会假设你的函数会被执行呢？下一个版本的编译器可能会忽略它。 - qdii

@qdii 这是一些低级的东西，编译器的行为是已知的并且基于此。虽然我同意这不太好。 - Luchian Grigore

Answer 2

编译器通常只在开启优化时对某些内容做预设。因此，如果你没有开启优化编译 (assert会生效，只要你没有定义NDEBUG，这与优化无关)，那么assert会生效。

使用普通方法可以捕获问题，但请注意，对于虚函数，必须先解引用this指针才能调用函数，在这个检查被调用之前程序就已经崩溃了。对于大多数非虚函数，如果函数访问任何成员(如果不访问任何成员，则它本身就不应该是实例成员函数)，问题将不会被忽略，因此是否添加assert是一个值得考虑的问题。

- Jan Hudec

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不，这并不总是被解引用以进行调用！在非虚拟调用的情况下，不需要对指针进行解引用。 - Jean-Baptiste Yunès

删除我的评论，因为你的编辑现在它没有意义了 :) - qdii

Answer 3

除了已经提到的内容，对于nullptr来测试this是没有意义的。即使指针确实是nullptr，this也不总是为零。以下是一个例子：

#include <iostream>

struct A
{
    void foo() { std::cout << this << std::endl; }
    int a;
};

struct B
{
    void boo() { std::cout << this << std::endl; }
    int b;
};

struct C: public A, public B
{
};

int main()
{
    C *c = 0;
    c->foo(); // this == 0
    c->boo(); // this == 4
    return 0;
}

- Kane

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如果它只能有时检测到错误，我仍然会使用它。 - qdii

Answer 4

不必在虚拟的静态成员函数上断言它。

对于静态成员，this 被禁止使用，所以没问题。

对于非虚拟的非静态成员，由于调用被编译器静态确定，因此像 ptr->f() 这样的调用可以被转换为类似 f(ptr) 的东西，因此你可以有一个空的 this！奇怪但是可能的。所以你可以断言它。

对于虚拟成员，由于调用是动态计算的，这是不可能发生的。为了找到函数，需要通过指针解引用（通过指针查看虚函数表），所以机器将在那个时候崩溃（解引用空指针总是会崩溃），在你有任何机会进行有效调用之前。

尝试一下这个：

#include <iostream>
using namespace std;

struct foo {
  int bar;
  void baz() { bar = 1; }
  void barf() { int i = 5; cout << "barf" << this << endl;}
  virtual void barf2() { int i = 5; cout << "barf2" <<this <<  endl;}
};
int main() {
        struct foo * crash = 0;
        crash->barf(); // do not crash
        crash->barf2(); // crash
        //crash->baz(); // crash
}

- Jean-Baptiste Yunès

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因为“在非虚拟的、非静态的成员中，由于调用在编译器中是静态确定的，所以像ptr->f()这样的调用可以被翻译成类似于f(ptr)的东西，因此你可以有一个空的this！”但这是不正确的。它不是有效的代码，会引起未定义行为。（当答案为“为什么这个答案是错误的？”时，评论是多余的。） - Luchian Grigore