C ++标准是否允许未初始化的bool使程序崩溃？

Question

我知道C ++ 中的“未定义行为”几乎可以允许编译器执行其想要的任何操作。但是，由于我认为代码足够安全，因此发生了一次崩溃，这让我感到惊讶。

在这种情况下，真正的问题仅在使用特定编译器的特定平台上发生，并且仅在启用优化后才发生。

为了重现此问题并将其简化到最大程度，我尝试了几件事。下面是一个函数的提取物被称为Serialize，这将需要一个布尔参数，并复制字符串true或false到现有的目标缓冲区。

此功能是否在代码审查中，如果bool参数是未初始化的值，实际上没有办法告诉它崩溃吗？

// Zero-filled global buffer of 16 characters

char destBuffer[16];

void Serialize(bool boolValue) {

    // Determine which string to print based on boolValue

    const char* whichString = boolValue ? "true" : "false";

    // Compute the length of the string we selected

    const size_t len = strlen(whichString);

    // Copy string into destination buffer, which is zero-filled (thus already null-terminated)

    memcpy(destBuffer, whichString, len);

}

如果使用clang 5.0.0 +优化执行此代码，则它将/可能崩溃。

boolValue ? "true" : "false"我以为，预期的三元运算符对我来说足够安全了，我假设：“无论垃圾值在哪里boolValue，因为无论如何它都会评估为真或假。”

我已经设置了一个Compiler Explorer示例，该示例在反汇编中显示了问题，此处是完整的示例。注意：为了解决该问题，我发现有效的组合是通过将Clang 5.0.0与-O2优化一起使用。

#include <iostream>

#include <cstring>

// Simple struct, with an empty constructor that doesn't initialize anything

struct FStruct {

    bool uninitializedBool;

   __attribute__ ((noinline))  // Note: the constructor must be declared noinline to trigger the problem

   FStruct() {};

};

char destBuffer[16];

// Small utility function that allocates and returns a string "true" or "false" depending on the value of the parameter

void Serialize(bool boolValue) {

    // Determine which string to print depending if 'boolValue' is evaluated as true or false

    const char* whichString = boolValue ? "true" : "false";

    // Compute the length of the string we selected

    size_t len = strlen(whichString);

    memcpy(destBuffer, whichString, len);

}

该问题的出现是由于优化程序引起的：巧妙地推断出字符串“ true”和“ false”的长度仅相差1。因此，不是真正计算长度，而是使用bool本身的值，这应该从技术上讲，它可以是0或1，如下所示：

const size_t len = strlen(whichString); // original code

const size_t len = 5 - boolValue;       // clang clever optimization

可以这么说，这是“聪明的”，我的问题是：C ++标准是否允许编译器假设布尔值只能以内部数字表示“ 0”或“ 1”并以这种方式使用？

还是这是一种实现定义的情况，在这种情况下，实现假设其所有布尔仅包含0或1，并且其他任何值都是未定义的行为范围？

Answer 1

允许编译器假定作为参数传递的布尔值是有效的布尔值（即已初始化或转换为true或的值false）。该true值不必与整数1相同-实际上，可以有trueand的各种表示形式false-但是参数必须是这两个值之一的某种有效表示形式，其中“有效表示形式”是实现-定义。因此，如果您未能初始化a bool，或者通过其他类型的指针成功覆盖了它，则编译器的假设将是错误的，并且将导致未定义的行为。您被警告过：50）以本国际标准描述为“未定义”的方式使用布尔值，例如检查未初始化的自动对象的值，可能会导致其行为既不正确也不错误。（第6.9.1节“基本类型”第6段的脚注）

Answer 2

该函数本身是正确的，但是在您的测试程序中，调用该函数的语句通过使用未初始化的变量的值导致未定义的行为。该错误位于调用函数中，可以通过对调用函数进行代码审查或静态分析来检测到。使用您的编译器浏览器链接，gcc 8.2编译器确实可以检测到该错误。（也许您可以针对clang提交一个错误报告，指出它没有发现问题）。未定义的行为意味着任何事情都会发生，包括程序在触发未定义的行为的事件后崩溃了几行。注意 答案为“未定义的行为会导致_____吗？” 始终为“是”。从字面上看，这就是未定义行为的定义。