Question

我想问为什么使用未初始化的变量被认为是非类型安全的？

我正在从该站点上的C ++书籍指南中阅读Bjarne Stroustrup的初学者书籍（使用C ++进行编程的原理和实践）。

该书中有关类型安全的部分内容指出：

当对象是对象时，程序（或程序的一部分）是类型安全的仅根据其类型的规则使用。例如，使用变量在初始化之前不被视为类型安全。

然后，本书提供以下代码作为示例：

 int main() {
        double x; // we "forgot" to initialize
                  // the value of x is undefined

        double y = x; // the value of y is undefined
        double z = 2.0+x; // the meaning of + and the value of z are undefined
 }

我了解未初始化的局部变量将具有不确定的值，读取此变量将导致未定义的行为。我不明白的是它如何连接到类型安全。我们仍然可以从变量的定义中了解类型。

为什么上面的代码中的注释指出当2.0和x均为double时，+的含义未定义，而对double + double定义了+？

Answer 1

Undefined behavior表示输出可能是您期望的结果，或者某些不确定的值，该值可能超出类型的有效范围。

一个明确的未定义行为示例是signed integer overflow：

unsigned int i;   // uninitialized
int x = i + 2;    // indeterminate value
if (x + 1 > x) {} // undefined behavior due to signed overflow

如果x的最大值为int，则

i的值可以超出有效范围unsigned int。

因此，对于具有不确定值的表达式，不能保证类型安全。

Answer 2

@codekaizer和@Shankar是正确的：根据定义，未定义的行为不是安全行为。但是，如何将其应用于原始类型会更困难。合理的做法是，任何适当长的位序列都可以是有效的int。正如@BoPersson在下面指出的那样，这是not strictly true，实现可以自由地包含在算术下导致interrupts的值。对于整数，当用于除数时，这实际上仅适用于0，但这并不意味着该标准不允许在不适当的体系结构上使用诸如浮点NaN之类的整数版本。

读者可能会发现一个带有虚拟功能的示例，可以更直观地说明为什么未初始化的变量类型不安全。考虑：

struct Base {
    virtual int foo() const =0;
};

struct DerivedA : public Base {
    int foo() const override { return 10; }
};

struct DerivedB : public Base {
    int foo() const override { return -10; }
};

int main() {
    Base* abstractStructPtr;
    std::cout << abstractStructPtr->foo() << std::endl;
    return 0;
}

abstractStructPtr的类型意味着您可以在其上调用foo()。该表达式有效：abstractStructPtr有一个类型，这就是为什么您可以调用foo()的原因。但是，foo()的实现存在于派生类中。

由于abstractStructPtr未初始化，因此不能保证指向的数据可以完成对foo()的调用。换句话说，尽管absractStructPtr的类型为Base*，但不能保证所指向的数据实际上是任何类型的Base对象。因此，调用foo()是未定义的行为，也不安全。什么事情都可能发生;实际上，它可能只是由于内存访问冲突而崩溃，但事实并非如此！ Kablooey。

Answer 3

即使'x'被声明为双精度，由于未初始化，它在内存中具有随机位模式，该模式可能不表示任何有效的双精度数字。因此，“ z的含义”是不确定的。

未初始化变量与类型安全性之间的联系

3 个答案: