打印空指针是否属于未定义行为？

Question

当研究这个问题的示例代码时，我认为是未定义行为导致后续使用std::cout无法打印。但事实证明，尝试打印空指针会导致其流状态中设置std::ios_base::badbit和std::ios_base::failbit，这才是它无法操作的真正原因。因此，我现在很好奇打印空指针是否真的是未定义行为。所以这里有我的问题：

1. 打印空指针是否是未定义行为？如果是，那么流插入器的什么特性会导致这种情况？我相当确定插入器足够聪明，不会对空指针进行解引用。

2. 我还想知道，为什么在这种情况下（具体地说是badbit），插入器会设置其错误掩码。为什么它不像字符串字面值的终止符一样对待它呢？

我没有可靠的标准，到目前为止，我只找到了一个链接失效的来源。

- David G

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libstdc++可能在不需要的情况下进行额外的nullptr检查。使用clang+libc++构建程序时，程序段错误，但是使用clang+libstdc++则不会。 - Praetorian

我非常确定插入器足够聪明，不会对空指针进行解引用。一般来说，C++标准规定编译器必须做什么，而其他任何事情都不必做。在每次调用operator<<(char *)之前进行额外的NULL检查会使正确编码的程序变慢。 - M.M

@MattMcNabb：哈哈，我认为在使用像C ++ I/O流这样极其缓慢的东西时，空指针检查的速度并不重要。 - user541686

密切相关：https://dev59.com/0Ww05IYBdhLWcg3wy052（实际上几乎是重复的） - Lightness Races in Orbit

Answer 1

basic_ostream的operator<<(basic_ostream<>&, const char*)函数要求传入的char*参数不能为空指针，因为该函数用于输出指针所指向的字符串。因此，如果将空指针传递给cout，就会发生未定义行为。(参见C++11 27.7.3.6.4/3 "字符插入函数模板")。

然而，basic_ostream的operator<<(basic_ostream<>&, const void*)函数只是输出指针的值，因此使用该重载时空指针也能正常工作。

- Michael Burr

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如果您通过[ostream.inserters.character]引用标准而不是使用27.7.3.6.4，则它更有可能在不同版本中仍然是一个有效的参考，因为这些版本可能已经重新编号了章节或部分。 - M.M

Answer 2

gcc ostream.tcc的第319行：

template<typename _CharT, typename _Traits>
  basic_ostream<_CharT, _Traits>&
  operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __out, const char* __s)
  {
    if (!__s)
__out.setstate(ios_base::badbit);

gcc只是进行了一项标准没有保证的检查，这没关系，因为它本来就是未定义的。

- user657267