如果声明引用指向自身怎么办？例如 int＆x = x;

问题描述

以下代码在g++版本10.1.0中成功编译：

int main()
{
    int& x = x;
    return x;
}

编译器甚至为此定义了一个警告，表明它故意不是错误。使用-Wall进行编译时，它将返回以下输出：

<stdin>: In function ‘int main()’:
<stdin>:3:14: warning: reference ‘x’ is initialized with itself [-Winit-self]
    3 |         int& x = x;
      |              ^
<stdin>:3:14: warning: ‘x’ is used uninitialized in this function [-Wuninitialized]
    3 |         int& x = x;
      |

我的测试表明，这导致对地址0处的值的引用，就像声明为int& x = *(int*)nullptr;一样。自然，如果曾经使用x引用的值，则会导致段错误。

我可以想到一个可能会有用的情况：如果您想在没有可访问的构造函数的类上调用方法，那么当该方法不是static却无法使对类数据的任何使用：

struct S {
    S() = delete;
    int value() { return 69; }
};

int main()
{
    S& s = s;
    return s.value();
}

但是，还有其他方法可以做到这一点，甚至不使用-Wall发出警告，并且不太可能是未定义的行为。（例如，((S*)0)->value()。）

所以我要问的是：是实际上是未定义的行为吗？看起来肯定是这样。在任何可能的情况下，以自我参照为最佳解决方案吗？如果不是，为什么默认情况下会禁止显示警告？

解决方法

之所以接受此代码，是因为C ++语法允许它；不是因为有任何实际原因。

在C ++语法中，定义的第一部分引入名称标识符，该名称标识符可能在范围的其余部分中，包括在同一语句中。这就是让您拥有如下代码的原因：

int x = 1,&y = x;

第一个int x产生的名称x可以在看到后的任何地方使用。这样做的副作用是也允许自我分配，例如：

int x = x;

实际上，此分配是未定义的行为，因为x尚未初始化，因此正在从未初始化的数据（即UB）读取。

对于自分配的引用也是如此； int& x引入了名称x，而= x绑定到了可与引用绑定的类型（也恰好是int& x）。该引用在分配时尚未初始化，因此此访问是未定义的行为。

编译器可以自由处理未定义的行为，但是可以选择-似乎您正在观察gcc将引用的地址视为0x0。这不是保证的行为，并且可能会受编译器版本，优化级别等影响。

没有实际的实际目的；但是使用auto之类的现代实践很容易解决，因为在自构造中使用auto的代码将无法推断出底层类型：

auto x = x;  // error,cannot deduce x
auto& y = y; // error,cannot deduce y

为什么默认情况下不显示警告？

C ++标准仅指示少数需要诊断消息的错误。许多错误属于“无需诊断”，编译器可以选择通过可选标志添加警告。这取决于实现的自由裁量权，对于编译器的作者将是一个问题。

大多数未初始化的访问错误不需要诊断，我认为这属于该诊断。

关于使用自我参照的可疑原因：这将是未定义的行为，例如您的示例((S*)0)->value()。

由于引用是从UB构建的，因此从中访问任何成员也是UB。

对于另一个示例，对空指针的任何形式的成员访问都是未定义的行为，而不管该成员函数是否访问任何成员状态，或者是否对其进行内联。这并不意味着在正确的编译器上使用正确的编译器标志可能无法正常工作。但这不是一种便携式，可靠或安全的解决方案。

c++language-lawyer reference undefined-behavior