C ++指针可以在没有对象的情况下调用成员函数

Question

令人惊讶的是，人们可能将其称为功能，但是我经常说它是C ++的另一个错误，我们可以通过指针调用成员函数而无需分配任何对象。 请参见以下示例：

class A{    
public:   
       virtual void f1(){cout<<"f1\n";}
       void f2(){cout<<"f2\n";};
};

int main(){    
    A *p=0;
    p->f2();
    return 0;
}

输出：f2

我们已经在不同的编译器和平台上进行了检查，但是结果是相同的，但是，如果我们通过没有对象的指针调用虚拟函数，则会发生运行时错误。 在检查对象时，虚函数的原因很明显，因此找不到错误。

Answer 1

这不是错误。 您触发了未定义的行为。 您可能会得到任何结果，包括预期的结果。

取消引用NULL指针是未定义的行为。

顺便说一句，没有诸如“ C ++的bug”之类的东西。 在C ++编译器中，错误可能不是以其自身的语言出现的。

Answer 2

如前所述，这是未定义的行为，因此一切都会发生。

要回答实施方面的问题，为什么会看到这种行为？

1. 非虚拟调用仅作为普通函数调用实现，并且this指针（值null ）作为参数传入。 该参数未取消引用（因为未使用任何成员变量），因此调用成功。

2. 虚拟调用需要在vtable进行查找，以获取要调用的实际函数的地址。 vtable地址存储在对象本身数据中的指针中。 因此要读取它，必须取消引用this指针-分段错误。

Answer 3

当您通过创建课程时

class A{    
public:   
       virtual void f1(){cout<<"f1\n";}
       void f2(){cout<<"f2\n";};
};

编译器将成员函数的代码放在文本区域中。 当您执行p->MemberFunction() ，编译器仅p->MemberFunction() p并尝试使用p的类型信息（即Class A查找函数MemberFunction 。

现在，由于函数的代码存在于文本区域中，因此将其调用。 如果函数具有对某些类变量的引用，则在访问它们时，您可能会遇到“ Segmentation Fault因为没有对象，但是由于并非如此，因此该函数可以正确执行。

注意 ：这完全取决于编译器如何实现成员函数访问。 一些编译器可以选择在访问成员函数之前查看对象的指针是否为null，但是指针可能具有一些垃圾值而不是0 ，这是编译器无法检查的，因此通常编译器会忽略此检查。

Answer 4

通过未定义的行为，您可以取得很多成就。 您甚至可以调用一个仅接受1个参数的函数，然后接收第二个参数，如下所示：

#include <iostream>

void Func(int x)
{
    uintptr_t ptr = reinterpret_cast<uintptr_t>(&x) + sizeof(x);
    uintptr_t* sPtr = (uintptr_t*)ptr;
    const char* secondArgument = (const char*)*sPtr;
    std::cout << secondArgument << std::endl;
}

int main()
{
    typedef void(*PROCADDR)(int, const char*);
    PROCADDR ext_addr = reinterpret_cast<PROCADDR>(&Func);

    //call the function
    ext_addr(10, "arg");
    return 0;
}

在Windows下编译并运行，第二个参数的结果为“ arg”。 这不是C ++的错，对我而言只是愚蠢的:)

Answer 5

这将适用于大多数编译器。 调用方法（非虚拟方法）时，编译器会翻译：

obj.foo();

到某事：

foo(&obj);

其中&obj成为foo方法的this指针。 使用指针时：

Obj *pObj = NULL;
pObj->foo();

对于编译器，它不过是：

foo(pObj);

即：

foo(NULL);

用空指针调用任何函数都不构成犯罪，空指针（即具有空值的指针）将被压入调用堆栈。 由目标函数检查是否将null传递给它。 就像调用：

strlen(NULL);

如果得到处理，它将编译并运行 ：

 size_t strlen(const char* ptr) {

     if (ptr==NULL) return 0;
     ...  // rest of code if `ptr` is not null
}

因此，这非常有效：

((A*)NULL)->f2();

只要f2非虚，如果f2不读/写东西出来的this ，包括任何虚函数调用。 静态数据和功能访问仍然可以。

但是 ，如果方法是虚拟的，则函数调用并不像看起来那样简单。 编译器放入一些其他代码来执行给定功能的后期绑定 。 后期绑定完全基于this指针所指向的内容。 它取决于编译器，但调用类似于：

obj->virtual_fun();

将涉及通过虚函数表查找来查找obj的当前类型。 因此， obj不能为null。