1

рассмотрим такой код для стандарта с++03:

struct A
{
    A() { cout << "A()" << endl; }
    ~A() { cout << "~A()" << endl; }

    void foo() { cout << "foo()" << endl; }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    A* pa = (A*)0;

    pa->foo();

    return 0;
}

который компилируется и вполне успешно отрабатывает

возникли следующие вопросы:

1) Почему для виртуальной версии метода foo программа падает ?

2) Как безопасно вызвать нестатический метод foo средствами с++11 так, чтобы методу foo валидно передавался this, дабы избежать UB при его использовании ?

2
  • По большому счету, вы хотите того же, что и в этом вопросе - ru.stackoverflow.com/questions/632155/… - вызвать функцию-член без объекта...
    – Harry
    11 мар 2017 в 12:16
  • @Harry несовсем, так там через создание объектов происходит вызов, но я уже разобрался...а вот минус не пойму кто всё время ставит мне
    – ampawd
    11 мар 2017 в 13:23

4 ответа 4

5

1) Это неопределённое поведение. Почему то, что Вы написали, работает - ответ надо искать в реализации компилятора и созданного им кода. Подсказка - в одном случае присутствует неявно подставляемая inline функция, описанная в теле класса. В другом - есть необходимость наличия инициализированной виртуальной таблицы когда функция виртуальна, ведь адрес функции хранится в ней. Стандарт не описывает реализацию и рассматривает платформу как абстрактную машину фон Неймана.

Будь результатом корректная работа, утечка памяти, полное стирание вашего жёсткого диска, расплавленный процессор или вылетающие из вашего носа демоны, начинающие над вами издеваться - это не важно, так как НЕ определено стандартом. Оно может вести себя так в одном компиляторе и по-другому в другом, может меняться в зависимости от версии компилятора, может меняться при каждой компиляции, при смене фазы луны, в присутствии начальства и в зависимости от вашего настроения и количества нейтрино, пролетевших сквозь процессор в прошлый солнечный день. А может и не меняться.

2) В принципе есть легальный способ вызова, если уже существует экземпляр класса. Указатель на него все-таки придется передать. Сделать это можно с помощью std::bind. Эта функция вернет вызываемый объект, который будет хранить привязку метода к экземпляру объекта. Если ни одного объекта нет - то никак, если не нарушать стандарт.

Единственное для чего можно использовать нулевой указатель - это для определения смещения поля, но данный прием стандартизирован в виде offsetof (определен в <cstddef>), запись которого может зависеть от компилятора, опять таки.

Возможно Ваша проблема - вызов нестатического метода из статического. когда указатель this известен (например, может быть передан статическому члену)? Вот пример, который обсуждался на англоязычном сайте:

class Test
{
 typedef void (Test::*ptrToMemberFunc)();
 ptrToMemberFunc function;
public:
    Test(int pointTo)
    {
        if (pointTo == 1)
            function = &Test::Function1;
        else
            function = &Test::Function2;
    }

    static void CallIt(void* cStyle)
    {
        Test* t(static_cast<Test*>(cStyle));

        Test::ptrToMemberFunc pf(t->function);

        // Внутренний -> - доступ к полю. Внешний -> передает t как this
        (t->*(t->function))();
    }

    void CallIt()
    {
        (this->*function)(); // -> передает this указателю на член

    }

private:
    void Function1()
    {
        std::cout << "Function 1" << std::endl;
    }

    void Function2()
    {
        std::cout << "Function 2" << std::endl;
    }
};

В данном случае используется нестатический указатель, инициализируемый в конструкторе, поэтому и появляется странная конструкция (t->*(t->function))(); Этот пример имитирует работу виртуальной таблицы без создания класса-потомка, и из этого кода очевидно, где происходит падение, когда вы описываете функцию виртуальной.

3
  1. Ваш код содержит undefined behaviour, как вы понимаете. Вызов метода по нулевому указателю недопустим.

    Если компилятор компилирует вызов невиртуальных методов в статически определённый вызов метода с передачей this как скрытого параметра, и вы в коде метода не разыменовываете this, и оптимизатор решил не пользоваться явным UB, это может не упасть.

    Точно так же может не упасть и вызов виртуального метода, если оптимизатор проведёт flow analysis вашего кода, обнаружит, что знает на деле точный тип аргумента, проведёт девиртуализацию и вызовет метод статическим образом. А может и упасть, если оптимизатор решит вызывать через таблицу виртуальных методов.

    UB, оно такое, может повезти, а может и не повезти.

  2. По стандарту — никак. Нестатический метод можно вызывать лишь имея на руках объект (или указатель на объект), тип которого совпадает с нужным или производный от него. Вы не можете «передать свой this» явным образом. А раз есть объект, то он был сконструирован.

    А вызов по указателю на другой объект или по нулевому указателю — UB. Не делайте так.


С другой стороны, если вы пишете код под конкретный компилятор, его иногда можно попросить проглотить вызов через nullptr и вызвать instance-метод без наличия this. Но это серая зона вне действия стандарта. Не стоит делать так без реальной крайней на то необходимости.

5
  • Все не так однозначно. Тема того, что можно, а что нельзя делать с нулевым указателем, до сих пор находится в недоспецифицированном состоянии в стандарте С++. Обратите внимание на DR#315 (open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_closed.html#315) который пытается открытым текстом утверждать, что вызов нестатического метода через нулевой указатель является законным (!). А вообще это частный случай большой темы DR#232 (open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#232) и компании, которая с незапамятных времен болтается в подвешенном состоянии. 9 мар 2017 в 23:46
  • @AnT: Но вроде бы законность вызова функций-членов по nullptr не принята ещё? Я правильно понимаю, что это осталось лишь в форме предложений тех самых ассемблерщиков-на-C++?
    – VladD
    10 мар 2017 в 0:08
  • вообще-то operator-> и operator. в купе с оператором вызова как раз и есть передача this явным образом. Именно поэтому вызов функции по указателю на член другого класса, являющемуся полем класса observer может выглядеть как что-то вроде calledObject->(observer.func_ptr)(). для более явной реализации есть std::bind 10 мар 2017 в 8:02
  • @Swift: Передача может быть только в контексте параметров. То, что вызов this->method() «как бы передаёт» this в method(), не означает, что оно передаётся на самом деле. Иначе можно и общение кусков кода через глобальный параметр назвать «передачей». Если отвлечься от тонкостей семантики, то «передать» таким образом что угодно (тот же nullptr) вы не сможете: раз это UB, оптимизатор имеет полное право считать этот код недостижимым и выкинуть его, например. (И да, реальные оптимизаторы реально пользуются UB для оптимизации.)
    – VladD
    10 мар 2017 в 10:02
  • @Swift Это я знаю. Отчасти UB существуют чтобы не создавать неразрешимых проблем при попытке соответствовать стандарту на некоторых платформах. Я имел в виду абстрактную передачу при задействовании метода класса. Из-за этого и существует проблема с союзами или преобразованием указателей к разным типам - код может вообще не воспользоваться тем же участком памяти а временным значением в регистре и .т.д. И обращение к глобальной переменной на самом деле может оказаться передачей через регистр, gcc так делает в некоторых случаях 11 мар 2017 в 9:32
2

Позвольте сформулировать так - если метод может быть вызван без создания экземпляра класса, то он по определению статический.
Не преумножайте сущности сверх необходимости, как говорил Оккам, и делайте такой метод статическим.
Иначе ваш проект аналогичен вопросу - как бы заставить туловище двигаться без головы. Говорят, такие случаи бывают... но очень ненадежно и ненадолго.

1
  • конечно можно сделать статическим метод и вызывать его спокойно без костылей, поверьте уж, я об этом в курсе...но вопрос совсем не про это...
    – ampawd
    10 мар 2017 в 12:08
0

Из обходных путей в голову пришел только crtp; Пример кода выглядит как-то так:

#include <cstdio>
#include <iostream>

template<typename T>
class A
{
public:
    A(){};
    ~A(){};

    void foo() { static_cast<T*>(this)->foo(); }
};

class B : public A<B>
{
public:
    B(){};
    ~B(){};

    void foo() { std::cout << "my leg... my fucking leg... " << std::endl; }
};

int main(int argc, char *argv[])
{

    A<B>* a = nullptr;
    a->foo();

    std::cout << "seems ok" << std::endl;
    return 0;
}

Насчет безопасности надеюсь понятно, т.к. разыменование нулового указателя как бы УБ чистой воды:)

P.S. этот кусок моё имхо, я его в дизасме не проверял. С точки зрения компилятора фиолетово статическая функция или нестатическая, вызов нестатической функции скорее всего выглядит как-то так: A::foo(&a); Соответственно передать туда можно любое &a, все будет работать до тех пор, пока не понадобится this, вот тут и будет УБ. Т.е. если нестатическая функция-член foo() реализует статическое поведение (можно без проблем дописать перед ней static), то конструкции вида ((A*)nullptr)->foo(); вполне жизнеспособна, хотя и является де-юре UB.

2
  • Ну, эээ, a->foo(); ведь точно такое же UB?
    – VladD
    9 мар 2017 в 22:26
  • конечно же УБ. И с точки зрения стандарта такого способа нет. 9 мар 2017 в 22:33

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.