未定义的行为并不一定意味着段错误

Question

我无法找到以下代码中的错误，我写过[尽管不是出于任何目的]。


#include < iostream >
#include < cstdlib >

using namespace std;


class Base{
public:
        Base(){cout << "Base class constructor" << endl;}
        void funv() {};
        ~Base(){cout << "Base class destructor" << endl;} ;
};

class Derived:public Base{
public:
        char *ch;
        Derived():ch(new char[6]()){}
        ~Derived(){
                cout << "before" << endl;
                delete [] ch;
                ch = NULL;
                cout << "after" << endl;
        }
};

int main(){

        Derived * ptr = new Derived;

        //memcpy(ptr -> ch,"ar\0",4); // Works when class Derived is derved from base and also when not derived from base

        ptr -> ch = const_cast < char* >("ar0");  // Works only when class Derived is not derived from class Base

        cout << ptr -> ch[1] << endl;

        ptr -> funv();

        delete ptr;

        return 0;
}

我已经对可疑的代码行进行了评论。

我正在使用sun Studio 12。

Answer 1

这是未定义的行为。无论你是否派生，它都会引起任何问题。当您将const char*分配给char*时，如下所示：

ptr -> ch = const_cast < char* >("ar0");

这意味着，您要分配一个在非堆段中定义的字符串（主要在数据段中）。只应在堆段上分配delete个内存。

此外，执行上面的赋值语句，它将ch之前指向的泄漏内存。避免此类问题的一种方法是将变量声明为

private: char* const ch;

只要您尝试为ch分配内容，就会出现编译错误。这样它就会让你编写包装器来分配ch，你可以在那里处理释放。

Answer 2

我认为你在理解Undefine Behavior的含义方面存在严重问题。

未定义的行为并不一定意味着段错误

抱歉，这是一个非常重要的观点。

未定义的行为意味着，如名称所示，“未定义”。这意味着你不知道会发生什么。实际上，段错误是你可以期待的最好的东西......但不幸的是，C ++中90％的UB只是沉默。

应用程序将正常运行，甚至可以为您提供所期望的结果。一切都会好的......直到演示日当前在一百个人面前，应用程序会严重崩溃只是为了让你在youtube上惊呆了的脸。

未定义的行为是通过实验学习C或C ++是一个坏主意的原因之一。当你在C ++中出错时，语言不会对你有所帮助......沉默的假设基本上是你不会犯任何错误......如果你正在学习语言，这当然是一个非常难以匹配的要求

未定义的行为也是在C或C ++中编写时对测试套件寄予太多希望的原因也是一个坏主意。在这些语言中（以及其他存在UB的语言），编写代码时没有太多思考（因此让错误进入），然后希望以后删除它们是一种非常愚蠢的方法。虽然首先节省思考时间并且稍后用调试时间交换它的想法一般来说IMO是一种糟糕的方法（删除bug的成本/努力总是会更高），在允许UB的语言中这是一个真正的自杀，因为bug可以隐藏也是在非确定性行为背后。

显然，我不是说测试是一个坏主意......它当然是一个伟大的（如果你想保持重构的可能性，基本上是必须的）但只有如果它是在编写代码时，不要以此为借口降低你的注意力。

你基本上应该避免混淆什么是错误（即UB）与崩溃（即段错误）。崩溃是朋友......你希望尽可能多的崩溃，因为崩溃是一个错误信号。例如，要添加更多可能的崩溃点，您应该使用断言...段错误只是环境自动放置的断言，但您需要更多。当你遇到崩溃然后你知道有一个错误，你可以开始寻找它。不幸的是，当你没有崩溃时，并不意味着没有错误......它只是意味着你没有为你准备的陷阱中出现任何错误。

一段代码可以编译好（零错误和零警告），它可以通过整个测试套件......但仍然可能同时不正确。当然，即使在更高级别的语言中也是如此，其中已经确定为避免UB而支付的性能价格是值得运行时检查（例如Java）但是更高的逻辑级别。由于非确定性，C和C ++中的UB使事情变得更加困难。

在您的代码中，UB被触发，因为您正在通过调用delete[]（字符串文字）获得的指针上调用new ... []。这可能会或可能不会产生段错误。

您的代码还有一些其他合法但非常有问题的部分：

基类析构函数不是虚拟的。你没有使用指向base的指针来销毁派生对象，所以这是合法的，但不过这是一个坏主意。如果要派生一个类，那么析构函数应该是虚拟的。
派生类定义了析构函数，但没有复制构造函数，也没有赋值运算符。 These three methods should always go together：要么不定义它们，要么定义（或至少声明）它们中的所有三个。原因是这三种方法是由编译器自动创建的，如果它们不存在，并且自动生成的代码在一种情况下是不正确的，而在其他情况下是不可能的。例如，如果有人使用Derived *der2 = new Derived(*der1);制作派生对象的副本，那么指向动态分配的内存的指针将被复制并可能被解除分配两次（对于被销毁的两个对象中的每一个）;如果使用*der2 = *der1;进行赋值，则除了内存泄漏之外，还会有潜在的双重释放。禁止复制构造函数和类的赋值可能是有意义的，但在这种情况下，常见的习惯用法是将这些方法声明为私有并使它们不被实现（如果其他人试图使用它们，这会产生编译错误，以及链接错误，如果方法错误地使用它们。）

Answer 3

memcpy(ptr -> ch,"ar\0",4);

memcpy将源缓冲区中的内容复制到指针ptr->ch指向的目标缓冲区。

ptr -> ch = const_cast < char* >("ar0");

您将值重新分配给指针本身。这很危险，因为您无法再在堆上获取原始缓冲区。那是内存泄漏。此外，在析构函数中删除此指针，该指针现在不指向堆上的缓冲区。这是未定义的。

仅在派生类时才给出SEG FAULT的代码！

3 个答案:

未定义的行为并不一定意味着段错误