问未初始化变量与类型安全性的关系
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Stack Overflow用户

提问于 2018-06-23 06:16:49

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我想问为什么使用未初始化的变量被认为是非类型安全的？

我正在阅读Bjarne的初学者书籍(编程原则和使用C++的实践)，在这个网站上的C++书籍指南。

书中有一部分是关于类型安全的，它说：

当对象仅根据其类型的规则使用时，程序(或程序的一部分)是类型安全的。例如，在初始化变量之前使用它不被认为是类型安全的.

然后，本书提供了以下代码作为示例：

 int main() {
        double x; // we "forgot" to initialize
                  // the value of x is undefined

        double y = x; // the value of y is undefined
        double z = 2.0+x; // the meaning of + and the value of z are undefined
 }

我理解没有初始化的局部变量将有一个不确定的值，读取这个变量会导致未定义的行为。我不明白的是它是如何与类型安全联系在一起的。我们仍然从变量的定义中知道类型。

为什么上述代码中的注释指出，当2.0和x都是双倍时，+的含义是未定义的，而+的定义则是double + double？

c++

double

undefined

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回答 3

Stack Overflow用户

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发布于 2018-06-23 06:37:16

未定义行为意味着输出可能是您所期望的，或者可能超出了类型的有效范围的某个不确定值。

未定义行为的一个明显示例是https://en.cppreference.com/w/cpp/language/ub#Signed_overflow。

unsigned int i;   // uninitialized
int x = i + 2;    // indeterminate value
if (x + 1 > x) {} // undefined behavior due to signed overflow

如果x的最大值为unsigned int，则i的值可以超出i的有效范围。

因此，对于值不确定的表达式，类型安全性得不到保证。

票数 2

Stack Overflow用户

发布于 2018-06-23 08:03:44

@codekaizer和@Shankar是正确的:根据定义，未定义的行为不是类型安全行为。然而，如何将其应用于原始类型则更难理解。任何适当长的位序列都可能是有效的int，这似乎是合理的。正如@BoPersson在下面指出的，这是不完全正确，实现可以自由地包含导致算术下中断的值。对于整数，这实际上只适用于用于除法时的0，但这并不意味着标准不允许在适当不寻常的体系结构上使用浮点NaN之类的整数版本。

读者可能会发现一个虚拟函数的例子，更直观地说明了为什么未初始化的变量不是类型安全的。考虑：

struct Base {
    virtual int foo() const =0;
};

struct DerivedA : public Base {
    int foo() const override { return 10; }
};

struct DerivedB : public Base {
    int foo() const override { return -10; }
};

int main() {
    Base* abstractStructPtr;
    std::cout << abstractStructPtr->foo() << std::endl;
    return 0;
}

abstractStructPtr的类型意味着您可以在它上调用foo()。表达式是有效的：abstractStructPtr有一个类型，这就是为什么可以调用foo()。但是，foo()的实现存在于派生类中。

由于abstractStructPtr没有初始化，所以它所指向的数据的结构不能保证它能够完成对foo()的调用。换句话说，虽然absractStructPtr的类型是Base*，但不能保证所指向的数据实际上是任何类型的Base对象。因此，调用foo()是未定义的行为，而不是类型安全。任何事情都可能发生；实际上，它可能只是通过内存访问冲突而崩溃，但它可能不会！卡布卢西。