衡量一個(gè)人是否真正活著的根本方法，就是看他是否有意愿、有能力做出主動(dòng)的選擇。

在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中，未定義行為（undefined behavior）是指行為不可預(yù)測(cè)的計(jì)算機(jī)代碼。這是一些編程語(yǔ)言的一個(gè)特點(diǎn)，最有名的是在C語(yǔ)言中。在這些語(yǔ)言中，為了簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)，并給予實(shí)現(xiàn)一定的靈活性，標(biāo)準(zhǔn)特別地規(guī)定某些操作的結(jié)果是未定義的，這意味著程序員不能預(yù)測(cè)會(huì)發(fā)生什么事。

一個(gè)問(wèn)題

此問(wèn)題摘自知乎：

對(duì)順序容器 ( vector ) 的訪(fǎng)問(wèn):

如果使用 operator[] 訪(fǎng)問(wèn)容器，下標(biāo)越界是未定義行為。
使用 at 訪(fǎng)問(wèn)，下標(biāo)越界，則拋出一個(gè) out_of_range 異常。
下標(biāo)越界應(yīng)該是明顯錯(cuò)誤的，但是為什么 C++ 標(biāo)準(zhǔn)選擇把 operator[] 列為未定義行為，而加入at成員在對(duì)成員訪(fǎng)問(wèn)時(shí)進(jìn)行下標(biāo)檢查？

同樣摘取一些回答

回答一：

C++ 的設(shè)計(jì)理念之一，就是你不需要為你不使用的特性付出代價(jià)。如果你能確保你的下標(biāo)不越界，C++就不會(huì)進(jìn)行檢查。

回答二：

檢查就表示有運(yùn)算判斷的開(kāi)銷(xiāo)，C++將效率放在第一位，假設(shè)用戶(hù)之前已經(jīng)對(duì)[]訪(fǎng)問(wèn)的下標(biāo)做過(guò)檢查了，在一個(gè)大量訪(fǎng)問(wèn)的for循環(huán)中，但是vector還是自作聰明的每次都判斷一次下標(biāo)越界，這個(gè)效率影響你可想而知！你會(huì)不會(huì)在這個(gè)情況下罵它管的太多呢。所以說(shuō)將所有的權(quán)利都交給你，vector不做太多自作聰明的處理。

什么是未定義

未定義行為（Undefined Behavior）是指語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)未做規(guī)定的行為。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)也從沒(méi)要求編譯器判斷未定義行為，所以這些行為有編譯器自行處理，在不同的編譯器可能會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，又或者如果程序調(diào)用未定義的行為，可能會(huì)成功編譯，甚至一開(kāi)始運(yùn)行時(shí)沒(méi)有錯(cuò)誤，只會(huì)在另一個(gè)系統(tǒng)上，甚至是在另一個(gè)日期運(yùn)行失敗。當(dāng)一個(gè)未定義行為的實(shí)例發(fā)生時(shí)，正如語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)所說(shuō)，“什么事情都可能發(fā)生”，也許什么都沒(méi)有發(fā)生。

下文會(huì)羅列C++中的一系列未定義結(jié)果和未定義行為，持續(xù)整理更新。

未定義的結(jié)果

1、當(dāng)我們賦給帶符號(hào)類(lèi)型一個(gè)超出它表示范圍的值時(shí)，結(jié)果是未定義的。

signed char c2 = 256; // c2的值是未定義的

2、函數(shù)體之內(nèi)定義的變量：未初始化（uninitialized），其值undefined。

3、算術(shù)表達(dá)式有可能產(chǎn)生未定義的結(jié)果

數(shù)學(xué)性質(zhì)本身：除數(shù)為0
計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：溢出；很多系統(tǒng)在編譯和運(yùn)行時(shí)都不報(bào)出溢出錯(cuò)誤，像其他未定義的行為一樣，溢出的結(jié)果是不可預(yù)知的。

未定義的行為

未定義行為，無(wú)法預(yù)估Runtime會(huì)發(fā)生什么（unpredictable：normal、crashing、incorrect results）。

1、解引用空指針、非法迭代器或者尾后迭代器都是未定義行為

2、訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)無(wú)效數(shù)組索引，下標(biāo)越界

3、當(dāng)derived class對(duì)象經(jīng)由一個(gè)base class指針被刪除，而該base class帶著一個(gè)non-virtual析構(gòu)函數(shù)，其結(jié)果是未定義的。

實(shí)際執(zhí)行時(shí)通常發(fā)生的是對(duì)象的derived成員沒(méi)有被銷(xiāo)毀。
4、在兩個(gè)異常同時(shí)存在的情況下，程序若不是結(jié)束執(zhí)行就是導(dǎo)致未定義行為。

5、釋放一個(gè)非new分配的內(nèi)存，或者將相同的指針值釋放多次，其行為是未定義的。

6、string s(s2,pos2); // s是string s2從下標(biāo)pos2開(kāi)始的字符拷貝，如果pos2>s2.size()，構(gòu)造函數(shù)的行為未定義

7、試圖比較兩個(gè)無(wú)關(guān)地址是未定義行為

8、對(duì)于那些沒(méi)有指定執(zhí)行順序的運(yùn)算符來(lái)說(shuō)，如果表達(dá)式指向并修改了同一個(gè)對(duì)象，將會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤并產(chǎn)生未定義的行為。

int i=0;
cout<<i<<" "<<++i<<endl; // 未定義
// 編譯器可能先求++i的值，再求i的值；也可能先求i的值，再求++i的值。注意與print函數(shù)的區(qū)別。
*beg=toupper(*beg++); // 未定義

9、對(duì)有符號(hào)數(shù)進(jìn)行左移操作可能會(huì)改變符號(hào)位的值，因此是一種未定義的行為。移位運(yùn)算符右側(cè)的運(yùn)算對(duì)象一定不能為負(fù)，而且值必須嚴(yán)格小于結(jié)果的位數(shù)，否則就會(huì)產(chǎn)生未定義的行為。

10、使用static_cast將void*轉(zhuǎn)換成其他類(lèi)型指針，必須確保轉(zhuǎn)換后所得的類(lèi)型就是指針?biāo)傅念?lèi)型。類(lèi)型一旦不符，將產(chǎn)生未定義行為。

double d;
void* p=&d;
double *dp=static_cast<double*>(p);

11、const_cast只能改變運(yùn)算對(duì)象的底層const，如果對(duì)象本身是一個(gè)常量，使用const_cast執(zhí)行寫(xiě)操作就會(huì)產(chǎn)生未定義行為。

12、不要使用get初始化另一個(gè)智能指針或?yàn)橹悄苤羔樫x值，否則將會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)獨(dú)立的shared_ptr指向相同的內(nèi)存，這將產(chǎn)生未定義行為。

13、delete []p;如果忘記[]，其行為是未定義的。 刪除單一對(duì)象的指針加[]，其行為也是未定義的。

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