在 C 中使用空指针访问静态成员是未定义的行为吗？

在 C 语言中使用空指针访问静态成员

在 C 语言中，通常认为通过未初始化的对象来访问类或结构体的成员指针是未定义的行为。然而，静态成员似乎表现出一个特殊的例外。以下代码片段展示了此行为：

<code class="cpp">#include <iostream>
class demo
{
    public:
        static void fun()
        {
            std::cout << "fun() is called\n";
        }
        static int a;
};
int demo::a = 9;
int main()
{
    demo *d = nullptr;
    d->fun();
    std::cout << d->a;
    return 0;
}</code>

编译并运行此代码时，它会生成预期的输出（“调用 fun()”和“9”），没有任何错误。这就提出了一个问题：这种方法有什么害处吗？

理解行为

要理解这种行为，深入研究访问静态成员的定义非常重要在 C .根据语言标准，用于访问静态成员的点运算符 (.) 本质上相当于取消引用空指针，然后访问它所指向的对象的成员。在这种情况下，空指针引用类的静态成员，而不是它的实例。

这解释了为什么使用空指针访问静态成员本质上并不是未定义的行为。关键的方面是，访问表达式（例如 *d 或 d->a）的计算不需要任何左值到右值的转换或其他操作，这些操作在处理未初始化的指针时通常会触发未定义的行为。

通过空指针间接

那么问题就出现了：通过空指针间接总是会导致未定义的行为吗？答案出人意料地微妙。有一个开放的 CWG 问题 (#232) 解决了这个主题，并且共识似乎是仅通过空指针间接并不构成未定义的行为。

但是，重要的是要注意，在某些情况下上下文中，例如当左值转换为右值或使用空指针调用非静态成员函数时，可能会出现未定义的行为。

结论

总之，虽然使用空指针访问静态成员在 C 中并不是本质上未定义的行为，但应谨慎使用。了解左值到右值转换以及处理指针时可能触发未定义行为的其他操作的微妙之处至关重要。

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