C++ 中的安全指针取消引用

Question

在我们的代码库中，我们有很多这样的结构：

auto* pObj = getObjectThatMayVeryRarelyBeNull();
if (!pObj) throw std::runtime_error("Ooops!");
// Use pObj->(...)

在 99.99% 的情况下，不会触发此检查。我正在考虑以下解决方案：

auto& obj = deref_or_throw(getObjectThatMayVeryRarelyBeNull());
// Use obj.(...)

其中deref_or_throw声明如下：

template<class T> T& deref_or_throw(T* p) {
  if (p == nullptr) { throw std::invalid_argument("Argument is null!"); }
  return *p;
}

该代码更清晰并且可以按我的需要工作。

问题是：我是在重新发明轮子吗？标准或提升中是否有一些相关的解决方案？或者您对解决方案有什么意见？

PS。相关问题（没有令人满意的答案）：Is there a C++ equivalent of a NullPointerException

Answer 1

您可以并且可能应该在设计时考虑 null 个案例。例如，在您的问题域中，class 方法何时对 return null 有意义？什么时候使用 null 个参数调用函数才有意义？

从广义上讲，尽可能从代码中删除 null 引用是有益的。换句话说，您可以编程为 "this will not be null here... or there" 的不变量。这有很多好处。您不必通过在 deref_or_throw 中包装方法来混淆代码。您可能会从代码中获得更多语义，因为，事物 null 在现实世界中的出现频率是多少？如果您使用异常而不是 null 值来指示错误，您的代码可能更具可读性。最后，您减少了错误检查的需要，也降低了运行时间错误（可怕的空指针取消引用）的风险。

如果您的系统在设计时没有考虑 null 个案例，我会说最好不要管它，不要疯狂地用 [= 包装所有东西14=]。也许采取敏捷方法。在编码时，检查 class 对象作为服务提供的合同。这些合同多久可以合理预期 return null？在这些情况下 null 的语义值是什么？

您可能会在您的系统中识别出合理预期 return null 的 classes。对于这些 classes，null 可能是有效的业务逻辑，而不是指示实施错误的边缘案例。对于可能预期 return null 的 classes，额外的检查可能是值得的。从这个意义上说，检查 null 感觉更像是业务逻辑，而不是低级实现细节。不过，总的来说，系统地将所有指针遵循包装在 deref_or_throw 中可能是一种治愈方法，它本身就是一种毒药。

Answer 2

有两种方法可以处理 "rare case of null-pointer" 问题。首先，它是提议的异常解决方案。为此，deref_or_throw 方法是一件好事，尽管我更愿意抛出 runtime_error，而不是 invalid_argument 异常。如果您愿意，也可以考虑将其命名为 NullPointerException。

但是，如果 ptr != nullptr 情况实际上是算法的先决条件，您应该尽力在这种非空情况下实现 100% 安全。在这种情况下，assert 是合适的。

assert的优点：

在发布模式下运行时无成本
让开发人员crystal清楚，他有责任避免这种情况发生。

assert的缺点：

发布模式下的潜在未定义行为

您还应该考虑编写一个方法 getObjectThatMayNeverBeNullButDoingTheSameAsGetObjectThatMayVeryRarelyBeNull()：保证 return 一个指向对象的非空指针的方法，该对象在其他方面完全等同于您的原始方法。但是，如果你能多走一步，我强烈建议不要 return 使用原始指针。按值拥抱 C++11 和 return 对象 :-)

C++ 中的安全指针取消引用

Safe pointer dereferencing in C++

c++

exception

nullpointerexception

dereference