把未初始化的指针取地址是否属于未定义行为？

Question

N1570规定这是未定义的行为：

§J.2/1 在使用具有自动存储期限的对象时，其值是不确定的（6.2.4、6.7.9、6.8）。

在这种情况下，我们的指针具有不确定的值：

§6.7.9/10 如果未显式初始化具有自动存储期限的对象，则其值是不确定的。如果未显式初始化具有静态或线程存储期限的对象，则：

— 如果它具有指针类型，则将其初始化为null指针；

然后我假设以下测试程序会出现未定义的行为：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char * ptr;
    printf("%p", (void*)&ptr);
}

我的关注点是函数 strtol。首先，让我引用与参数 endptr 相关的 N1570 的部分：

§7.22.1.4/5 如果主体序列具有预期的形式且基数值为零，则以第一个数字开头的字符序列根据 6.4.4.1 的规则解释为整数常量。[...] 如果 endptr 不是空指针，则将对最终字符串的指针存储在所指向的对象中。

§7.22.1.4/7 如果主体序列为空或不具有预期的形式，则不执行转换；如果 endptr 不是空指针，则将 nptr 的值存储在所指向的对象中。

这意味着必须将 endptr 指向一个对象，并且也需要在某个时刻对 endptr 进行解引用。例如，此实现 就这样做了。

if (endptr != 0)
    *endptr = (char *)(any ? s - 1 : nptr);

然而，这个高赞答案以及这个手册页面都显示未初始化的endptr被传递给了strtol。是否有例外情况使得这不是未定义行为？

- user3920237

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你没有使用指针的值，而是仅使用存储指针值的变量的地址。这是明确定义的。 - Hans Passant

Answer 1

指针的值和它的地址不是同一个东西。

void *foo;

那个指针具有未定义的值，但是foo的地址，即&foo的值必须被确定（否则我们无法访问它）。

至少这是我的直觉理解，我现在没有翻阅标准，我只是认为你误读了它。

在谈论代码时，有时会混淆两者（“那个指针的地址是什么？”可能意味着“那个指针的值是什么，它指向哪个地址？”），但它们确实是不同的。

- unwind

Answer 2

在这个表达式中:

&ptr 返回的是&操作数即ptr对象的地址，但是ptr对象不会被求值。

(C11, 6.3.2.1p2) "除sizeof运算符、一元&运算符、++运算符、--运算符、.运算符的左操作数或赋值运算符之外，没有数组类型的lvalue在转换为指向其存储值的值后不再是lvalue；这称为lvalue转换。"

- ouah

Answer 3

不，这不是未定义行为。只有“ptr”未初始化并具有不确定的值，但“&ptr”具有适当的值。

对于“strtol”的标准引用如下：

“……如果主题序列为空或没有预期的形式，则不执行转换; 如果endptr不是空指针，则nptr的值存储在指向的对象中。”

上述引用是针对以下调用的：

```c++ char *endptr; long int value = strtol(nptr, &endptr, base); ```

strtol(str, 0, 10);

这个man页面中的调用和链接的答案都非常好。

- P.P

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由于NULL通常被定义为0，并且标准明确允许使用**endptr作为NULL调用strtol，那么为什么不能执行strtol(str, 0, 10);？ - wolfPack88

我的回答有点误导人......它是对*...前提是endptr不是空指针*的回复。当然，它允许它为0。我会编辑那一部分。 - P.P

Answer 4

请看这个例子。

char * ptr; 

由于ptr没有指向任何对象，解引用它会引发未定义行为。但是当您将其地址传递给具有语法的strtol

long int strtol(const char *nptr, char **endptr, int base);  

在语句中

long parsed = strtol("11110111", &ptr, 2);   

strtol函数的endptr参数指向ptr对象，对其进行解引用不会引起任何未定义行为。

- haccks

Answer 5

我只能访问N1256，但如果有任何实质性的变化，我会感到惊讶。

最相关的部分是“6.5.3.2地址和间接运算符”

特别是第3段（我强调）：

语义

3 一元&运算符返回其操作数的地址。 如果操作数的类型为“type”，则结果的类型为“指向type的指针”。如果操作数是一元*运算符的结果，则不评估该运算符或&运算符，并且结果就像两者都省略一样，除了运算符的约束仍然适用且结果不是lvalue。同样，如果操作数是[]运算符的结果，则不评估&运算符或[]隐含的一元*，并且结果就像删除&运算符并将[]运算符更改为+运算符一样。否则，结果是指定其操作数的对象或函数的指针。

因为正如许多人指出的那样，所引用的OP中的任何段落都不适用，因为某物的值和其地址非常不同。

我认为，对于未初始化值取地址没有任何限制是被允许的（通过没有禁止规定来证明）。

注意：我们都知道这是可以的，但在这些标准中很少能找到明确说明“可以这样做”的语句。

- Persixty