C++中未定義行為的示例分析

小編給大家分享一下C++中未定義行為的示例分析，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

衡量一個人是否真正活著的根本方法，就是看他是否有意愿、有能力做出主動的選擇。

在計算機程序設計中，未定義行為（undefined behavior）是指行為不可預測的計算機代碼。這是一些編程語言的一個特點，最有名的是在C語言中。在這些語言中，為了簡化標準，并給予實現一定的靈活性，標準特別地規定某些操作的結果是未定義的，這意味著程序員不能預測會發生什么事。

一個問題

此問題摘自知乎：

對順序容器 ( vector ) 的訪問:

如果使用 operator[] 訪問容器，下標越界是未定義行為。
使用 at 訪問，下標越界，則拋出一個 out_of_range 異常。
下標越界應該是明顯錯誤的，但是為什么 C++ 標準選擇把 operator[] 列為未定義行為，而加入at成員在對成員訪問時進行下標檢查？

同樣摘取一些回答

回答一：

C++ 的設計理念之一，就是你不需要為你不使用的特性付出代價。如果你能確保你的下標不越界，C++就不會進行檢查。

回答二：

檢查就表示有運算判斷的開銷，C++將效率放在第一位，假設用戶之前已經對[]訪問的下標做過檢查了，在一個大量訪問的for循環中，但是vector還是自作聰明的每次都判斷一次下標越界，這個效率影響你可想而知！你會不會在這個情況下罵它管的太多呢。所以說將所有的權利都交給你，vector不做太多自作聰明的處理。

什么是未定義

未定義行為（Undefined Behavior）是指語言標準未做規定的行為。同時，標準也從沒要求編譯器判斷未定義行為，所以這些行為有編譯器自行處理，在不同的編譯器可能會產生不同的結果，又或者如果程序調用未定義的行為，可能會成功編譯，甚至一開始運行時沒有錯誤，只會在另一個系統上，甚至是在另一個日期運行失敗。當一個未定義行為的實例發生時，正如語言標準所說，“什么事情都可能發生”，也許什么都沒有發生。

下文會羅列C++中的一系列未定義結果和未定義行為，持續整理更新。

未定義的結果

1、當我們賦給帶符號類型一個超出它表示范圍的值時，結果是未定義的。

signed char c2 = 256; // c2的值是未定義的

2、函數體之內定義的變量：未初始化（uninitialized），其值undefined。

3、算術表達式有可能產生未定義的結果

數學性質本身：除數為0
計算機的特點：溢出；很多系統在編譯和運行時都不報出溢出錯誤，像其他未定義的行為一樣，溢出的結果是不可預知的。

未定義的行為

未定義行為，無法預估Runtime會發生什么（unpredictable：normal、crashing、incorrect results）。

1、解引用空指針、非法迭代器或者尾后迭代器都是未定義行為

2、訪問一個無效數組索引，下標越界

3、當derived class對象經由一個base class指針被刪除，而該base class帶著一個non-virtual析構函數，其結果是未定義的。

實際執行時通常發生的是對象的derived成員沒有被銷毀。
4、在兩個異常同時存在的情況下，程序若不是結束執行就是導致未定義行為。

5、釋放一個非new分配的內存，或者將相同的指針值釋放多次，其行為是未定義的。

6、string s(s2,pos2); // s是string s2從下標pos2開始的字符拷貝，如果pos2>s2.size()，構造函數的行為未定義

7、試圖比較兩個無關地址是未定義行為

8、對于那些沒有指定執行順序的運算符來說，如果表達式指向并修改了同一個對象，將會引發錯誤并產生未定義的行為。

int i=0;
cout<<i<<" "<<++i<<endl; // 未定義
// 編譯器可能先求++i的值，再求i的值；也可能先求i的值，再求++i的值。注意與print函數的區別。
*beg=toupper(*beg++); // 未定義

9、對有符號數進行左移操作可能會改變符號位的值，因此是一種未定義的行為。移位運算符右側的運算對象一定不能為負，而且值必須嚴格小于結果的位數，否則就會產生未定義的行為。

10、使用static_cast將void*轉換成其他類型指針，必須確保轉換后所得的類型就是指針所指的類型。類型一旦不符，將產生未定義行為。

double d;
void* p=&d;
double *dp=static_cast<double*>(p);

11、const_cast只能改變運算對象的底層const，如果對象本身是一個常量，使用const_cast執行寫操作就會產生未定義行為。

12、不要使用get初始化另一個智能指針或為智能指針賦值，否則將會產生兩個獨立的shared_ptr指向相同的內存，這將產生未定義行為。

13、delete []p;如果忘記[]，其行為是未定義的。 刪除單一對象的指針加[]，其行為也是未定義的。

看完了這篇文章，相信你對“C++中未定義行為的示例分析”有了一定的了解，如果想了解更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀！