C++中的UB（undefined behaviour）未定義行為

真昼小天使daisuki發表於2024-12-09
C++Undefined

UB（undefined behaviour）未定義行為

https://blog.jqian.net/post/undefined-behavior.html

C/C++中常見的UB有：

  • 整數溢位
  • 序列點(Sequence Points)
  • 違反了著名的Strict Aliasing規則

整數溢位

懂的都懂，整數看型別，浮點數遵循IEEE754規則（浮點並不是CPU硬體層面支援的，通常是int64，或者有編譯過程中的自舉（也或者不是，這塊我真不是很清楚），好像跑題了，先到這）

序列點(Sequence Points)

順序點：標準規定在兩個序列點之間，程式可以任意順序執行，這就給了編譯器最佳化的空間。

副作用：例如賦值、自增等

i=5; j=(i++)+(i++); 最終結果是12、10、11都是可以的，甚至可能有其他結果。
本質上是因為在順序點內部對一個變數兩次賦值。兩次自增操作出現在同一個表示式中，沒有明確的順序點（sequence point）來定義操作順序。

結合性不發揮作用：只決定計算順序，不決定副作用的應用順序

strict aliasing（ANSI aliasing）

一個指標只能被dereferenced到相同或相相容型別的物件上，也就是說不同型別的指標不會引用同一塊記憶體區域（即aliasing）。

例：

uint32_t swap_words( uint32_t arg )
{
    uint16_t* const sp = (uint16_t*)&arg; /* Error: undefined behavior */
    uint16_t        hi = sp[0];
    uint16_t        lo = sp[1];

    sp[1] = hi;
    sp[0] = lo;

    return (arg);
}

當碰到這種不同型別cast的時候，最好的辦法是使用void或char指標，並且藉助於memcpy

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