提问人：eyelash 提问时间：9/6/2023 最后编辑：Vlad from Moscoweyelash 更新时间：9/6/2023 访问量：117
无条件创建指向向量最后一个元素的指针是否合法？
Is unconditionally creating a pointer to the last element of a vector legal?
问：
我有以下 C++ 代码：
void bar(int&);
void baz();
void foo(std::vector<int>& v) {
int* pointer_to_last = v.data() + (v.size() - 1);
if (v.size() > 0 && *pointer_to_last == 42) {
bar(*pointer_to_last);
} else {
baz();
}
}
我无条件地创建指向向量最后一个元素的指针，但只有在向量不为空时才取消引用指针。根据标准，这是否合法，或者上面的代码是否包含未定义的行为？
如果上述程序是合法的，那么以下程序是否也合法？
void bar(int&);
void baz();
void foo(std::vector<int>& v) {
int& reference_to_last = v.back();
if (v.size() > 0 && reference_to_last == 42) {
bar(reference_to_last);
} else {
baz();
}
}
回调空容器会导致未定义的行为。
所以我假设这个程序是不合法的。是否有任何用于 GCC 或 Clang 的编译器标志或任何静态分析器会针对上述代码向我发出警告？
答：
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HolyBlackCat
9/6/2023
#1
两者都是非法的。前者被UBSAN（又名）拒绝（见[expr.add]/4-fsanitize=undefined)
runtime error: applying non-zero offset 18446744073709551612 to null pointer
Error: attempt to access an element in an empty container.
GCC 或 Clang 是否有任何编译器标志
以上两个，加上.-fsanitize=address
-D_GLIBCXX_DEBUG特定于 libstdc++。如果将 Clang 与 libc++ 而不是 libstdc++ 一起使用，请使用 .（它似乎需要 libc++ 17 或更高版本，它们的调试模式被破坏了一段时间。它似乎也缺乏迭代器验证。：c）-D_LIBCPP_ENABLE_DEBUG_MODE
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eyelash
9/6/2023
是否可以在编译时而不是在运行时发现这些错误？
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HolyBlackCat
9/6/2023
@eyelash 很可能没有。您可以尝试一些静态分析器，看看它们是否能捕捉到它。
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Vlad from Moscow
9/6/2023
#2
根据 C++20 标准，行为是未定义的（7.6.6 加法运算符）
（4.1） — 如果 P 的计算结果为空指针值，而 J 的计算结果为 0， 结果是 null 指针值。
（4.2） — 否则，如果 P 指向数组的数组元素 i 具有 n 个元素的对象 x （9.3.4.5），80 表达式 P + J 和 J + P （其中 J 的值为 j）指向（可能的假设）数组 x 的元素 i + j 如果 0 ≤ i + j ≤ n，表达式 P - J 指向 如果 0 ≤ i − j ≤ n，则 x 的（可能的假设）数组元素 i − j of x。
（4.3） - 否则，行为未定义
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if (!v.empty() && v.back() == 42) { bar(v.back()); }v.size()-1v.data()back()