值为NULL的对象指针

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值为NULL的对象指针

　　相信大家对NULL不会很陌生，NULL 是一个标准规定的宏定义，用来表示空指针常量，当一个指针变量被赋值为NULL时，表示它不再指向任何有效地址，无法在访问任何数据。在VS2012库文件stdio.h中有如下定义：

1 #ifdef __cplusplus
2 #define NULL    0
3 #else
4 #define NULL    ((void *)0)

　　NULL经常被用作指针初始化行为，以及free/delete某一指针后对其的赋值操作，这都是我们所鼓励的一些好的习惯操作。在对NULL指针进行解引用或者指向操作，会出现coredump或者其他undefined行为，而如果delete NULL指针的操作则是合法的。现在来看文中提到的值为NULL的对象指针，如下面的例子：

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     void foo()
 5     {
 6         cout<<"call foo"<<endl;
 7     }
 8 };
 9 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
10 {
11     A *p = NULL;
12     p->foo();
13 
14     return 0;
15 }

 　　这里使用NULL指针p，调用成员函数foo()，运行时程序输出了“call foo"，而没有coredump或者出现别的undefined行为，这是怎么回事呢？我们知道，对于类中的成员函数，隶属于所有类的对象，程序编译后，成员函数的地址已经确定，而成员函数访问类中的成员变量时，需要借助this指针对各个对象进行区分。看到类A的成员函数foo原型为void A::foo();，编译器会在发生函数在调用时，将其解释为void A::foo(A *const this);。注意这里的参数，this指针表示调用此函数的类A的对象地址。对于调用端，编译器将进行如下解释：

1 A a;
2 a.foo();    //->foo(&a);
3 A *p = NULL;
4 p->foo();    //->foo(p);

　　例子中传入的p为NULL，而在成员函数foo中，并未有用到通过this指针访问成员变量的语句，所以通过NULL指针调用foo时，得到了正确的结果。如果我们改一下类A的定义，添加成员变量，并且在foo中进行访问，如下：

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     void foo()
 5     {
 6         cout<<"call foo"<<endl;
 7         cout<<"value = "<endl;
 8     }
 9 private:
10     int value;
11 };

　　这是仍然用p（NULL）指针来调用成员函数foo，则会使程序崩溃，因为编译器会将foo解释为：

void A::foo(A *const this)
{
    cout<<"call foo"<<endl;
    cout<<"value = "<<this->value<<endl;
}

　　这里传入的this为NULL，函数对NULL指针进行了指向操作，产生了为undefined行为。

　　this指针使得类的成员函数可以区分开各个对象之间的成员变量，那么如果类的成员变量属于类而不是属于类的对象呢，即static类型的成员对象

　　相信大家对NULL不会很陌生，NULL 是一个标准规定的宏定义，用来表示空指针常量，当一个指针变量被赋值为NULL时，表示它不再指向任何有效地址，无法在访问任何数据。在VS2012库文件stdio.h中有如下定义：

1 #ifdef __cplusplus
2 #define NULL    0
3 #else
4 #define NULL    ((void *)0)

　　NULL经常被用作指针初始化行为，以及free/delete某一指针后对其的赋值操作，这都是我们所鼓励的一些好的习惯操作。在对NULL指针进行解引用或者指向操作，会出现coredump或者其他undefined行为，而如果delete NULL指针的操作则是合法的。现在来看文中提到的值为NULL的对象指针，如下面的例子：

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     void foo()
 5     {
 6         cout<<"call foo"<<endl;
 7     }
 8 };
 9 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
10 {
11     A *p = NULL;
12     p->foo();
13 
14     return 0;
15 }

 　　这里使用NULL指针p，调用成员函数foo()，运行时程序输出了“call foo"，而没有coredump或者出现别的undefined行为，这是怎么回事呢？我们知道，对于类中的成员函数，隶属于所有类的对象，程序编译后，成员函数的地址已经确定，而成员函数访问类中的成员变量时，需要借助this指针对各个对象进行区分。看到类A的成员函数foo原型为void A::foo();，编译器会在发生函数在调用时，将其解释为void A::foo(A *const this);。注意这里的参数，this指针表示调用此函数的类A的对象地址。对于调用端，编译器将进行如下解释：

1 A a;
2 a.foo();    //->foo(&a);
3 A *p = NULL;
4 p->foo();    //->foo(p);

　　例子中传入的p为NULL，而在成员函数foo中，并未有用到通过this指针访问成员变量的语句，所以通过NULL指针调用foo时，得到了正确的结果。如果我们改一下类A的定义，添加成员变量，并且在foo中进行访问，如下：

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     void foo()
 5     {
 6         cout<<"call foo"<<endl;
 7         cout<<"value = "<endl;
 8     }
 9 private:
10     int value;
11 };

　　这是仍然用p（NULL）指针来调用成员函数foo，则会使程序崩溃，因为编译器会将foo解释为：

void A::foo(A *const this)
{
    cout<<"call foo"<<endl;
    cout<<"value = "<<this->value<<endl;
}

　　这里传入的this为NULL，函数对NULL指针进行了指向操作，产生了为undefined行为。

　　对于C++中类的静态函数，它只能访问类的静态成员变量，因为在编译器对静态函数的解释不会包含this指针，根据这种特性，我们知道NULL指针同样可以调用类中的静态成员函数，以此访问静态成员变量：

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     static void foo()
 5     {
 6         cout<<"call foo"<<endl;
 7         cout<<"value = "<endl;
 8     }
 9 private:
10     static int value;
11 };
12 int A::value = 0;
13 
14 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
15 {
16     A *p = NULL;
17     p->foo();
18     return 0;
19 }

　　我们知道类的成员函数中可以定义普通函数、静态函数、还可以定义虚函数，已实现多态的效果，那么对于类中的虚函数，用NULL指针调用时会有怎样的后果呢，将上面的代码简单修改下：

 1 class A
 2 {
 3 public:
 4     virtual void foo()
 5     {
 6         cout<<"call foo"<<endl;
 7     }
 8 private:
 9     int value;
10 };
11 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
12 {
13     A *p = NULL;
14     p->foo();
15 
16     return 0;
17 }

　　运行的结果竟然崩溃，foo函数和之前一样，没有访问成员变量value，不会出现NULL指针指向的问题，但程序为何崩溃了呢？原因在于foo函数被定义为了虚函数，这些虚函数中的地址（函数指针）保存在虚函数表中，可以将它看做一个函数指针数组（列表），含有虚函数的类拥有一张虚函数表，而此类的每一个对象在构造时，由编译器将一个指向虚函数表的指针安插进来，成为虚表指针，而它的作用是在我们调用虚函数时，能更准确的访问到虚函数表中此函数的指针，从而进行调用。回过头来看看之前的例子，我们根据类A的NULL指针p调用它的虚函数，而此时由于没有进行初始化，所以虚指针没有安插进去，所以程序崩溃。