Question

在阅读了很多关于空指针的问题之后，我仍然对空指针中的内存分配感到困惑。

如果我输入以下代码 -

int a=22;
int *p=&a;//now p is pointing towards a
std::cout<<*p;//outputs 22
std::cout<<p;//outputs memory address of object a;
int *n=nullptr;// pointer n is initialized to null
std::cout<<n;

编译完这段代码后，n输出文字常量0，如果我试试这个，

std::cout<<*n;

这行代码是由编译器编译但是无法执行，这段代码有什么问题，应该打印这个指针的内存位置。

std::cout<<p;

指针在内存中的输出位置或内存中对象的位置。由于这些答案中的许多或所有答案已经在之前的问题中得到了解答，但我无法理解，因为我是C ++的初学者。

Answer 1

nullptr指针并不指向任何东西。它不包含有效地址，但是包含非地址＆＃34;。从概念上讲，你不应该担心它的价值。

唯一重要的是你不能取消引用nullptr指针，因为这会导致未定义的行为，这就是你的程序在运行时失败的原因（std::cout<<*n ）

Answer 2

std::cout<<p;

通常输出变量p的值，该值的含义取决于p's类型。在你的情况下，type或p是指向int（int *）的指针，因此它的值是int的地址。由于指针本身是一个左值，你可以得到它的地址，所以如果你想看到指针n在内存中的位置只输出它的地址：

std::cout << &n << std::endl;

正如许多其他答案中所述，不要取消引用空指针，因为它会导致UB。再说一次：

std::cout << n << std::endl; // value of pointer n, ie address, in your case 0
std::cout << &n << std::endl; // address of pointer n, will be not 0 
std::cout << *n << std::endl; // undefined behavior, you try to dereference nullptr

如果你想查看nullptr本身的地址，你不能 - 它是常数，而不是左值，并且没有地址：

std::cout << &nullptr << std::endl; // compile error, nullptr is not lvalue

Answer 3

nullptr是一个特殊值，选择方式是没有有效指针可以获得此值。在许多系统上，该值等于数字零，但根据其数值值来考虑nullptr是个好主意。

要理解nullptr的含义，首先要考虑指针的含义：它是一个引用其他东西的变量，它也可能根本就没有任何东西。你需要能够区分状态＆＃34;我的指针指的是某些东西＆＃34;来自国家＆＃34;我的指针根本没有提及＆＃34;。这是nullptr的来源：如果指针等于nullptr，你知道它引用了＃34;什么都没有＆＃34;。

注意：解除引用nullptr（即对其应用一元星号运算符）是未定义的行为。它可能会崩溃，或者它可能会打印一些值，但它会是一个垃圾值＆＃34;。

Answer 4

取消引用空指针是未定义的行为，因此anything at all can happen。但是，空指针仍然必须在内存中占有一席之地。所以你所看到的只是那个。通常编译器实现空指针，因为它的值全为0。

仅仅因为它是一个金色的引用，这就是Scott Meyer关于UD行为的说法，来自他的着作“有效的C ++第二版”。

“然而，这里有一些令人不安的事情。你的节目是行为未定义 - 你无法知道会发生什么发生......这意味着编译器可能会生成代码来执行任何操作喜欢：重新格式化你的磁盘，发送暗示性的电子邮件给你的老板，传真无论如何，你的竞争对手的源代码。“

Answer 5

取消引用空指针是未定义的行为。编译器选择或无意中发生的任何行为都是有效的。

在其他地方更改程序也可能会改变此代码行的行为。

Answer 6

编译时：

std::cout << *n;

编译器通常会构建一些代码：

mov    rax, qword ptr [rbp - 0x40]
mov    esi, dword ptr [rax]
call cout

第一行查找指针的地址（rdp - 0x40）并将其存储在CPU寄存器RAX中。在这种情况下，nullptr的地址为0. RAX现在包含0.

第二行尝试从RAX指定的位置（0）读取内存。在典型的计算机设置存储器位置0受到保护（它不是有效的数据存储器位置）。这会导致无效操作，并导致崩溃*。

它永远不会到达第三行。

*但是，在所有情况下都不是必需的：在没有操作系统的微控制器上，这可能会成功取消引用并读取内存位置0的值。但是* nullptr不是表达这个意图的好方法！有关详细信息，请参阅http://c-faq.com/null/machexamp.html。如果您想了解nullptr的全部细节：http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2431.pdf

Answer 7

我怀疑你的困惑是围绕这里涉及两个内存位置的事实。

在此代码中：

int *n=nullptr;// pointer n is initialized to null

有一个变量n，该变量占用内存空间。您可以使用n的地址并自行证明：

std::cout << &n << "\n";

你会发现n的地址是合法的。如同，不是NULL。

n恰好是指向int的指针类型，它指向的是NULL。这意味着它根本不指向任何东西;它处于一个你无法取消引用它的状态。

但是“取消引用它”正是你在这里所做的：

std::cout<<*n;

n有效，但它所指的不是。这就是你的程序形成不良的原因。

空指针的内存位置

7 个答案: