Question

这是问题Downcasting using the Static_cast in C++和Safety of invalid downcast using static_cast (or reinterpret_cast) for inheritance without added members

的变体

我不清楚标准＆＃34; B中的短语实际上是D类型对象的子对象，结果指针指向D＆＃34型的封闭对象;关于~B的行为。如果你在~B中转换为D，那么它仍然是一个子对象吗？以下简单示例显示了问题：

void f(B* b);

class B {
public:
  B() {}
  ~B() { f(this); }
};

class D : public B { public: D() {} };

std::set<D*> ds;

void f(B* b) {
  D* d = static_cast<D*>(b);  // UB or subobject of type D?
  ds.erase(d);
}

我知道演员是一个敞开大门的灾难，从dtor做这样的事情是一个坏主意，但同事声称＆＃34;代码是有效的，并且正常工作。演员表是完全有效的。评论明确指出不应该取消引用＆＃34;。

我指出演员阵容是不必要的，我们应该更喜欢类型系统提供的评论。令人遗憾的是，他是高级/首席开发人员之一，也是一位经验丰富的c ++＆＃34;专家＆＃34;。

我可以告诉他演员阵容是UB吗？

Answer 1

[expr.static.cast] / P11：

类型为“指向 cv1 B的指针的prvalue，”其中B是类类型，可以转换为“指向 cv2 D的指针”的prvalue，其中D是如果是有效的标准转换，则从B派生类（第10条）从“指向D”到“指向B的指针”存在（4.10）， cv2 是与 cv1 相同的cv-qualification，或更高的cv资格，和 B既不是D的虚基类，也不是a的基类 D的虚拟基类。空指针值（4.10）被转换到目标类型的空指针值。如果是prvalue 键入“指向 cv1 B的指针”指向实际为子对象的B 类型为D的对象，结果指针指向包含D类型的对象。否则，行为未定义。

那么，问题是，在static_cast时，指针实际上是否指向“实际上是B类型对象的子对象的D” 。如果是这样，就没有UB;如果没有，则行为未定义是否取消引用或以其他方式使用结果指针。

[class.dtor] / p15说（强调我的）

为对象调用析构函数后，对象不再存在

和[basic.life] / p1说


类型T的对象的生命周期在以下时间结束：


如果T是具有非平凡析构函数（12.4）的类类型，则析构函数调用开始，或

[...]


然后，D对象的生命周期一旦调用析构函数就结束了，当然B的析构函数开始执行时 - {{1}之后析构函数体已完成执行。此时，没有“D类型的对象”，这个D可以是 - 它“不再存在”的子对象。因此，你有UB。

如果B是多态的（给定虚函数），则支持UBsan将report an error使用此代码。

Answer 2

显然你的同事的印象是，只要你没有取消引用无效指针，你就可以了。

他错误。

仅仅评估这样的指针有未定义的行为。这段代码显然已被破坏。

Answer 3

你应该明确地告诉他，这是UB！！

为什么？

12.4 / 7：基础和成员按照构造函数完成的相反顺序销毁。对象在   他们的建设逆序。

12.6.2 / 10：第一个（...）虚拟基类被初始化（...）然后，直接基类被初始化

因此，当破坏D时，首先破坏D成员然后破坏D子对象，然后才破坏B。

此代码确保在销毁B对象时调用f()：

 ~B() { f(this); }

因此，当D对象被销毁时，首先销毁D子对象，然后执行~B（），调用f()。

在f()中，您将指针指向B作为指向D的指针。这是UB：

3.8 / 5：（...）在对象的生命周期结束后，在重用或释放对象占用的存储空间之前，指向对象所在存储位置的指针或被找到 可能会被使用，但只能以有限的方式使用。（...）如果指针用于访问非静态数据成员或调用非静态成员函数，则程序具有未定义行为 object，或（...）指针用作static_cast 的操作数。

static_cast到base析构函数的指向派生类的安全性

3 个答案: