无条件创建指向向量最后一个元素的指针合法吗？

Question

我有以下 C++ 代码：

void bar(int&);
void baz();

void foo(std::vector<int>& v) {
    int* pointer_to_last = v.data() + (v.size() - 1);
    if (v.size() > 0 && *pointer_to_last == 42) {
        bar(*pointer_to_last);
    } else {
        baz();
    }
}

我无条件创建一个指向向量最后一个元素的指针，但仅当向量不为空时才取消引用该指针。根据标准，这是合法的还是上面的代码包含未定义的行为？

如果上面的程序合法，那么下面的程序也合法吗？

void bar(int&);
void baz();

void foo(std::vector<int>& v) {
    int& reference_to_last = v.back();
    if (v.size() > 0 && reference_to_last == 42) {
        bar(reference_to_last);
    } else {
        baz();
    }
}

std::vector::back

的参考说

回调空容器会导致未定义的行为。

所以我假设这个程序不合法。是否有 GCC 或 Clang 的编译器标志或任何静态分析器可以对上述代码发出警告？

Answer 1

两者都是非法的。前者被 UBSAN 拒绝（又名 -fsanitize=undefined

）（参见 

[expr.add]/4）

runtime error: applying non-zero offset 18446744073709551612 to null pointer 后者被

-D_GLIBCXX_DEBUG

拒绝：

Error: attempt to access an element in an empty container.

有 GCC 或 Clang 的编译器标志吗

以上两项，加上

-fsanitize=address

。

Answer 2

根据 C++20 标准，行为未定义（7.6.6 加法运算符）

(4.1) — 如果 P 计算结果为空指针值并且 J 计算结果为 0， 结果是空指针值。

(4.2) — 否则，如果 P 指向数组的数组元素 i 具有 n 个元素的对象 x (9.3.4.5),80 表达式 P + J 和 J + P （其中 J 的值为 j）指向（可能是假设的）数组 x 的元素 i + j 如果 0 ≤ i + j ≤ n 并且表达式 P - J 指向 如果 0 ≤ i − j ≤ n，则 x 的（可能是假设的）数组元素 i − j。

(4.3) — 否则，行为未定义