c_str 的这种使用是否具有异常未定义的行为？

Question

我见过几个类似的 sn-ps 代码，看起来像这样：

struct MyExcept : std::exception {
    explicit MyExcept(const char* m) noexcept : message{m} {}

    const char* what() const noexcept override {
        return message;
    }

    const char* message;
};

void foo() {
    std::string error;

    error += "Some";
    error += " Error";

    throw MyExcept{error.c_str()};
}

int main() {
    try {
        foo();
    } catch (const MyExcept& e) {
        // Is this okay?
        std::cout << e.message << std::endl;
    }
}

在注释Is this okay? 之后的行中，我们读取了使用std::string 在foo 函数中分配的c 样式字符串。由于字符串被堆栈展开破坏，这是未定义的行为吗？

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如果它确实是未定义的行为，如果我们用这个替换 main 函数呢？

int main() {
    foo();
}

由于没有catch，编译器不会强制展开堆栈，而是在控制台中输出what()的结果并中止程序。那么它仍然是未定义的行为吗？

Answer 1

是的，这是未定义的行为。您正在使用悬空指针。

void foo() {
    std::string error;

    error += "Some";
    error += " Error";

    throw MyExcept{error.c_str()};
} // <<  error goes out of scope here and so does the pointer returned
  //     from c_str()

---

由于没有catch，编译器不会强制解开堆栈，而是在控制台中输出what()的结果并中止程序。那么它仍然是未定义的行为吗？

由于默认实现将使用std::terminate，然后调用std::abort()，这可能仍然是未定义的行为，因为大多数标准处理程序实现将尝试取消引用what()。

您可以安装自己的处理程序来避免这种情况。

Answer 2

您的第一个 sn-p 具有未定义的行为。 [exception.ctor]/1:

当控制从抛出异常的点传递到处理程序时，析构函数被本节中指定的进程调用，称为堆栈展开。

在这里，析构函数或error被调用，导致c_str()成为一个悬空指针。稍后取消引用它，例如当您使用 std::cout 时，是未定义的行为。

您的第二个 sn-p 非常好。没有理由说它是未定义的行为。你从来没有真正打电话给what，或者做任何其他可能导致未定义行为的事情。唯一没有被标准定义的是堆栈展开是否发生，[except.terminate]/2：

在没有找到匹配处理程序的情况下，在调用std​::​terminate()之前是否解开堆栈是由实现定义的。

Answer 3

正如其他人所说，代码具有未定义的行为，因为分配给 message 的指针悬空。

std::runtime_error 已经为此问题提供了解决方案。调用以std::string 作为输入的构造函数，并且根本不覆盖what()：

struct MyExcept : std::runtime_error {
    explicit MyExcept(const std::string & m) noexcept : std::runtime_error(m) {}
};

void foo() {
    std::string error;

    error += "Some";
    error += " Error";

    throw MyExcept(error);
}

int main() {
    try {
        foo();
    }
    catch (const MyExcept& e) {
        std::cout << e.what() << std::endl;
    }
}

std::runtime_error 有一个内部std::string，其数据what() 默认返回，从而避免了悬空问题。