在C++中，指针在使用`delete`后是否保证保留其值？

Question

受到这个问题的启发。

假设在C++代码中我有一个有效的指针并正确地进行delete。根据C++标准，该指针将变为无效 (3.7.3.2/4 - 分配函数将使所有部分存储器都失效)。

至少在大多数实现中，它会保留值并且会存储与delete之前完全相同的地址，但是使用该值是未定义的行为。

标准是否保证指针将保留其值，还是允许该值更改？

- sharptooth

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delete 签名允许它访问指针，也就是说除了传递值之外还允许其他操作吗？ - Rup

有趣的问题，但我希望这只是纯学术上的好奇心。在编写代码时，我无法想象为什么你需要知道这个。 - Cody Gray

@Cody Gray：你说得对。在delete之后使用指针（例如，尝试printf()它）是未定义行为，因此用户甚至不能合法地读取指针并将其与原始值进行比较。 - sharptooth

@Rup：在这种情况下，delete是一个没有签名的运算符。（“Operator delete”是由delete运算符或显式调用的函数。） - Fred Nurk

@FredNurk：更清晰的说法可能是它是一个关键字，调用一个操作符(operator delete)来委托它的工作。而且这个关键字没有“签名”。 - Lightness Races in Orbit

Answer 1

不，这并非保证，实现可能会合法地为delete的左值操作数分配零。

Bjarne Stroustrup曾希望实现会选择这样做，但实际上很少这样做。

http://www.stroustrup.com/bs_faq2.html#delete-zero

- CB Bailey

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它能分配除零以外的任何其他地址吗？ - sharptooth

这段程序相关的内容翻译成中文：这几乎是无用的，因为指针的所有副本都不会改变... - Matthieu M.

@MatthieuM：我并不认为在这一点上我同意Bjarne的观点。https://dev59.com/PnM_5IYBdhLWcg3wslfs#1265866 - CB Bailey

@sharptooth：是的，它可以做（几乎）任何事情。 - CB Bailey

Answer 2

如果出于任何原因，你想确保指针变量没有被delete更改，那么请写：

delete p + 0;

- fredoverflow

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有趣的方式，我本来会说删除指针的副本，但是没错，这也可以。 - CashCow

Answer 3

我相信大多数实现都会保留这个值，只是为了没有改变它的理由。但无论该值是否被保留，它仍然是一个无用的指针，不是吗？

- Ken Wayne VanderLinde

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是的，无论如何都是无用的。但是，如果您尝试使用它，遇到的错误性质将完全不同。 - Mark Ransom

Answer 4

这个问题非常重要！

我发现Visual Studio 2017在delete操作后改变了指针的值。这导致了一个问题，因为我正在使用一个内存跟踪工具，在每个new操作后收集指针，并在delete操作后检查它们。伪代码：

Data* New(const size_t count)
{
    Data* const ptr(new Data[count]);
    #ifdef TEST_MODE
    DebugMemory.Collect(ptr);
    #endif
    return ptr;
}

void Delete(Data* const ptr)
{
    delete[] ptr;
    #ifdef TEST_MODE
    DebugMemory.Test(ptr);
    #endif
}

这段代码在Visual Studio 2008中运行良好，但在Visual Studio 2017中失败了，所以我已经改变了第二个函数的操作顺序。

然而，这个问题是存在的，有经验的工程师应该意识到这一点。

- Łukasz Gotszald

Answer 5

指针本身并不保证具有任何有意义的值，除了它被分配的范围和这一范围的结束位置之外。

你可能要质疑的是，比如说，如果你正在进行自己的泄漏检查，那么你编写了一个函数，在删除后从 map 中删除指针。它将使用 std::less，该函数保证适用于不指向范围内的指针，并且也可能适用于指向不再有效的内存的指针。

当然，在删除其所指向的内存之前，您可以让垃圾回收来执行“删除”操作。

标准规定，如果您传递给 delete 的值不是左值，则保证保持相同的值，但如果它是左值，则是实现定义的。

- CashCow

Answer 6

考虑一下，你如何检查或依赖于任何“是”或“否”的答案？你不能。或者说，你可以，但是那个检查的结果（除了nullpointer）是未定义行为。

在delete之后，你无法检查非空值，因此这个问题通常是没有意义的。

此外，delete的参数可以是一个rvalue表达式，所以这个问题是没有意义的。

祝好！

- Cheers and hth. - Alf

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你可以通过查看内存中字节的值，记住它们，然后再次查看来进行检查。确实，这些字节在之前可能是指针值表示，在之后可能是陷阱表示，因此从某种意义上说，我们无法询问“是否已更改”关于任何“后值”。但是，询问例如char *x = 0; char one = *(char*)(&x); delete x; char two = *(char*)(&x); std::cout << (one == two);的输出是有意义的。如果输出为false，我认为可以说x的某些内容已经发生了变化，尽管不是指针值。 - Steve Jessop

（实际上，我认为我需要 char *x = new char;，因为空指针是一种特殊情况）。另外，delete 的参数可以是 rvalue 并不直接影响它作为 lvalue 时会发生什么。当然，这可能会建议实现者在这两种情况下做不同的事情是不必要的努力。 - Steve Jessop

@Steve：通常不建议序列化指针值（例如将它们存储在文件中），但是在POD结构中可能会有一个指针值，并且可以按位比较以前的副本。我认为这是一个非常边缘的情况，因此一般来说没有意义。 - Cheers and hth. - Alf

“一般情况下”是指，“除非它在影响严格符合规范的程序行为方面具有意义”。当然，我们没有任何动机编写不符合规范的程序。老实说，我认为你希望这个答案能够帮到你的希望是徒劳的;-) - Steve Jessop

@PravasiMeet：最简单的现实例子可能是delete foo()，其中foo是提供指针值的函数。语言创始人Bjarne Stroustrup在他关于此问题的FAQ条目中也提供了一些例子。 - Cheers and hth. - Alf

Answer 7

全局 operator delete 的签名，符合标准 3.7.3.2/2 的要求：

每个释放函数都应该返回 void，并且它的第一个参数应该是 void*。

这意味着 delete 不能修改您传递给它的指针，并且它将始终保留其值。

- Erik

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“operator delete”函数并不是删除运算符。该函数的签名与运算符是否能够修改值无关。（当然，该函数本身不能修改任何值。它甚至不能通过引用或指向指针的指针来获取指针，因为它没有原始指针的类型信息。） - Fred Nurk