在定义明确的 c++ 中，从引用中获取的指针可以为空吗？

Question

这个问题是由 clang 和 gcc 对 nullptr 检查指针值的不公平处理引起的。对于this，它们都发出警告，但对于通过在对象上使用address-of 运算符获取的指针，它们保持安静。

我很确定这样的指针应该总是有效的，因为我们遇到了错误，因为现代编译器从快乐的 90 年代实际触发的地方删除了对 c++ 代码的此类检查。

为什么编译器在一般情况下保持安静，这让我很困惑。 if 是否有可能触发，或者这只是两个主要编译器的设计决定？ 在我开始编写补丁或调试编译器开发人员之前，我想确定我'我没有遗漏什么。

Toy example:

#include <iostream>
class A {
    void f(){
        if(!this) {
            std::cout << "This can't trigger, and compilers warn about it.";
        }
    }
};

void f(A& a){
    A* ptr = &a;
    if(ptr == nullptr) {
        std::cout << "Can this trigger? Because gcc and clang are silent.";
    }
}

尽管这个问题看起来很愚蠢，但我觉得它很实用。如果确实使用了臭代码，则此优化会产生致命的结果，因此警告将是非常有用的诊断。

补充案例。 clang 和 gcc 都知道 check 有不断的评估，因为即使是干净的代码：

void g(A* a){
    A* ptr = a;
    if(ptr == nullptr) {
        std::cout << "Gee, can this trigger? Be cause gcc and clang are silent.";
    }
}

void g(A& a) {
    g(&a);
}

它们生成两个版本的g，if 在g(A& a) 中省略，因此两者都能够确定并假设不可为空性以供参考。 gcc 生成很好的可读程序集：

f(A&):
        ret
.LC0:
        .string "Can this trigger? Be cause gcc and clang are silent."
g(A*):
        test    rdi, rdi
        je      .L5
        ret
.L5:
        mov     edx, 52
        mov     esi, OFFSET FLAT:.LC0
        mov     edi, OFFSET FLAT:_ZSt4cout
        jmp     std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::__ostream_insert<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*, long)
g(A&):
        ret

据我了解，装配 msvc /O2 和 icc -fast 将检查留在原处。

编辑：我在A::f() 中错过了!，已修复。

Answer 1

在定义良好的 c++ 中，从引用中获取的指针是否可以为空？

没有。此答案中的标准引号：Is null reference possible?

虽然，在特定情况下，使用类类型的重载 operator& 获取指针可以返回任何内容，包括 null。

if 是否有可能触发？

不在A::f 和::f 中。可以在g(A*) 中触发，但在从g(A&) 调用时则不能。

警告将是一个非常有用的诊断。

如您所见，GCC 和 Clang 都不够聪明，无法在这种情况下检测到错误，但它们确实检测到了相同错误的更简单版本：

海合会

warning: the compiler can assume that the address of 'a' will never be NULL [-Waddress]
     if(&a == nullptr) {
        ~~~^~~~~~~~~~
warning: nonnull argument 'a' compared to NULL [-Wnonnull-compare]
     if(&a == nullptr) {
     ^~

叮当

warning: reference cannot be bound to dereferenced null pointer in well-defined C++ code; comparison may be assumed to always evaluate to false [-Wtautological-undefined-compare]
   if(&a == nullptr) {