std :: function的奇怪行为

Question

我正在使用C ++ 11库中的标准函数包装器，我看到它的布尔运算符有一些奇怪的行为。 如果我创建一个std::function对象，则布尔运算符返回false。 如果我将nullptr分配给对象并再次检查，则仍然如此。 当我为它分配一个我已经转换为函数指针的void指针时出现问题。 考虑以下程序：

#include <functional>
#include <iostream>

void* Test() {
    return nullptr;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    std::function<void()> foo;
    std::cout << !!foo << std::endl;

    foo = nullptr;
    std::cout << !!foo << std::endl;

    foo = reinterpret_cast<void(*)()>(Test());
    std::cout << !!foo << std::endl;

    return 0;
}

我期望输出为0 0 0但结果是0 0 1 （见演示 ）。 任何人都可以解释为什么布尔运算符在包含空的，不可调用的函数指针时返回true？ 还请提一下在std::function检查nullptr的解决方法

注意：我已经尝试检查目标是否为null（使用foo.target<void*>() == nullptr ）而不是使用布尔运算符，但似乎无论函数对象包含什么，目标始终为null（即使函数对象被调用完全正常）。

Answer 1

对我来说看起来像个错误。 首先，这是一个简单的例子 ，不播放任何带有强制转换的游戏：

#include <functional>
#include <iostream>

typedef void (*VF)();

VF Test() {
    return nullptr;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    std::function<void()> foo(Test());
    std::cout << !!foo << std::endl;
    return 0;
}

它仍然用GCC打印1。 它不应该：

20.8.11.2.1
template<class F> function(F f);
template <class F, class A> function(allocator_arg_t, const A& a, F f);
7 要求： F应为CopyConstructible 。 对于参数类型ArgTypes ， f应为Callable （20.8.11.2）并返回类型R 的拷贝构造函数和析构函数A不抛出异常。
8 后置条件： !*this如果满足以下任何条件：

• f是一个NULL函数指针。
• f是指向成员的NULL指针。
• F是函数类模板的实例，并且!f

Answer 2

我不认为代码正在做你认为它做的事情。 这一行：

foo = reinterpret_cast<void(*)()>(Test());

表示您从Test()收到void* 。 然后，您继续将此指针指向对象 reinterpret_cast为指向函数的指针 。 这是不允许的，因此代码会产生未定义的行为，因此编译器的任何输出都是有效的。

标准的相关部分是

5.2.10重新解释强制转换[expr.reinterpret.cast]

⁸有条件地支持将函数指针转换为对象指针类型，反之亦然。 这种转换的含义是实现定义的，除非实现支持两个方向的转换，将一种类型的prvalue转换为另一种类型并返回，可能具有不同的cv-限定条件，将产生原始指针值。

⁹空指针值（4.10）将转换为目标类型的空指针值。 [ 注意： std::nullptr_t类型的空指针常量不能转换为指针类型，并且整数类型的空指针常量不一定转换为空指针值。 - 结束说明 ]

和

4.10指针转换[conv.ptr]

¹ 空指针常量是整数类型的整数常量表达式（5.19）prvalue，其计算结果为零或类型为std::nullptr_t 。 空指针常量可以转换为指针类型; 结果是该类型的空指针值 ，并且可以与对象指针或函数指针类型的每个其他值区分开 。

（强调我的）

这是一个简化的测试用例，将std::function （及其可能的错误）排除在等式之外：

#include <iostream>

int main() {
    using fp_t = void(*)();
    void* vn = nullptr;
    fp_t foo = reinterpret_cast<fp_t>(vn); // GCC: warning, Clang: silence
    //fp_t foo = reinterpret_cast<fp_t>(nullptr); // error (GCC and Clang!)
    std::cout << !!foo << std::endl;
}

实例