Question

我目前正在设计一个看起来大致如下的类层次结构：

struct Protocol
{
    // Pass lower-layer protocol as a reference.
    Protocol(Protocol & inLLProtocol) :
        mLLProtocol(inLLProtocol)
    {
    }

    // A protocol "always" has a LLProtocol.
    Protocol & mLLProtocol; 
};


struct Layer1Protocol : Protocol
{
    // This is the "bottom" protocol, so I pass a fake reference.
    Layer1Protocol() : Protocol(*static_cast<Protocol*>(nullptr)) {}
};

只要永远不会访问引用，IIRC绑定对*nullptr的引用是安全的。所以现在我有责任以这种方式设计我的Layer1Protocol类来防止这种情况。

我喜欢这种方法，因为我确保所有用户协议实例将引用它们各自的低层协议（Layer1Protocol是例外，但它是核心库的一部分）。我认为这比使用指针更可取，因为一旦引入指针，就可以传递空指针，然后可能需要在运行时检查，结果是很多指针检查代码和偶尔的错误。

您认为我的基于参考的方法是否可以辩护？或者使用空引用总是一种不好的做法？

Answer 1

IIRC绑定对* nullptr的引用是安全的，只要永远不会访问引用。

不，取消引用nullptr始终是未定义的行为。在正确的程序中不能有“空引用”。

Answer 2

编写*static_cast<Protocol*>(nullptr)取消引用nullptr，它会调用未定义的行为。你绝不能这样做。结果可能是墨菲所感受到的。这个可能就是你所谓的“空引用”，但也可能是你（男性，AFAIK）怀孕了，而程序的工作方式就好像你已经取消引用了一个有效的指针。

因此，严格来说，没有“空引用”。只有未定义的行为。

您的协议类始终且不可避免地需要较低级别的协议，在这种情况下，您不得将nullptr传递给它（甚至不会在参考中伪装）。或者它不需要一直使用较低级别的协议，并且必须先检查它是否有一个才能访问它，在这种情况下，指针可以更好地实现您的设计约束。

Answer 3

除了语法之外，你的方法与使用指针的等效方法有何不同之处，除了指针接近这一事实，与参考方法不同，它不会调用UB？

如果你正在处理引用以避免检查空指针但是你传递（非法）空引用，那么你已经否定了引用的优点。现在，您的引用可能突然变为null，因此您可能需要检查该条件，就像使用指针一样。

如果如你所说，你可以保证这些空引用都不会被取消引用 - 好吧，如果你使用指针，那同样的保证就会成立。

长话短说：指针不是不惜一切代价都可以避免的。如果您遇到可能出现空值的情况，则需要使用指针 - 句点。您似乎担心必须在任何地方检查空指针（可能是通过断言），但在大多数架构中，MMU无论如何都会阻止您取消引用空指针 - 这实际上几乎和断言一样好。

Answer 4

你可能想看一下boost中的“可选”类模板（我相信）。它允许您传递一个对象，但也允许您指定您以一种比原始指针更安全的方式提供任何数据。

这不是我特别喜欢的东西，但你可能会发现它符合你的要求。

使用引用而不是使用指针的优点是否可以证明偶尔出现“空引用”？

4 个答案: