c++ 11: &v[0] 在空 std::vector v

Question

如果我有一個有時可能為空的 std::vector v ，那么 g++ 是否只是運氣好，我可以使用 &v[0] 獲得指向這個不存在數據的指針，或者我會得到其他編譯器的段錯誤（我的 g++ 在下面的情況下很好，並且在實際運行時從未給出過段錯誤）。

std::vector<int> v = {}; std::cout << (&v[0] == NULL) << std::endl; // true with my g++

謝謝

Answer 1

是的，您的代碼具有未定義的行為。

v[0]調用返回int&的 function ，並且沒有“空引用”，因此&v[0]首先永遠不能是 NULL 。 這就是為什么帶有優化的 clang 使您的代碼打印0並優化以下內容以return false; ：

bool is_pointer_to_first_null(std::vector<int>& v) {
    return &v[0] == nullptr;
}

（clang 也會警告你）

它還打破了std::vector<T>::operator[](n)的合同，它被定義為等同於*(v.begin() + n) ，並且因為v.begin() + 0 == v.begin() == v.end()對於空向量，這不是可取消引用的迭代器，並且您的標准庫實現可以做任何事情。
例如，如果定義了_GLIBCXX_DEBUG ，則會打印Error: attempt to subscript container with out-of-bounds index 0, but container only holds 0 elements. 與 g++。 （ https://godbolt.org/z/anran5 ）

&v[0] == nullptr在 gcc 中沒有優化為false的事實是一個錯過的優化。 也許&v[0]已經首先優化為v.data()並且這是非空的信息丟失（或出於任何原因不使用）。
如果沒有優化，gcc 將很樂意形成空引用，因為引用是作為指針實現的，而&reference是匯編中的一個 noop。 對於大多數架構上的大多數編譯器來說都是如此，因此這不太可能出現段錯誤。

---

也許您正在尋找v.empty() （它仍然可以有一個非空數據指針）、 v.data() == nullptr （定義時， v.data() == &v[0] ）或v.capacity() == 0 ？ 不過，不應該有充分的理由檢查數據指針是否為 null。