”安全的“野指针

     诸位有没有见过安全的“野指针”呢？下面请看我的一段C++程序，灵感来自CSDN上的一次讨论。在此，我只需要C++的“类”，C++的其余一概不需要，因此我没有使用任何的C++标准库，连输出都是用printf完成的。 
#include <stdio.h> 
class CTestClass 
{ 
public: 
CTestClass( void ); 
int m_nInteger; 
void Function( void ); 
}; 
CTestClass::CTestClass( void ) 
{ 
m_nInteger = 0; 
} 
void CTestClass::Function( void ) 
{ 
printf( "This is a test function.\n" ); 
} 
void main( void ) 
{ 
CTestClass* p = new CTestClass; 
delete p; 
p->Function(); 
} 
   OK，程序到此为止，诸位可以编译运行一下看看结果如何。你也许会惊异地发现：没有任何的出错信息，屏幕上竟然乖乖地出现了这么一行字符串： 
This is a test function. 
    奇怪吗？不要急，还有更奇怪的呢，你可以把主函数中加上一句更不可理喻的： 
((CTestClass*)NULL)->Function(); 
    这仍然没有问题！！ 
    我这还有呢，哈哈。现在你在主函数中这么写，倘说上一句不可理喻，那么以下可以叫做无法无天了： 
int i = 888; 
CTestClass* p2 = (CTestClass*)&i; 
p2->Function(); 
    你看到了什么？是的，“This is a test function.”如约而至，没有任何的错误。 
    你也许要问为什么，但是在我解答你之前，请你在主函数中加入如下代码： 
printf( "%d, %d", sizeof( CTestClass ), sizeof( int ) ); 
    这时你就会看到真相了：输出结果是——得到的两个十进制数相等。对，由sizeof得到的CTestClass的大小其实就是它的成员m_nInteger的大小。亦即是说，对于CTestClass的一个实例化的对象（设为a）而言，只有a.m_nInteger是属于a这个对象的，而a.Function()却是属于CTestClass这个类的。所以以上看似危险的操作其实都是可行且无误的。
    现在你明白为什么我的“野指针”是安全的了，那么以下我所列出的，就是在什么情况下，我的“野指针”不安全： 
    （1）在成员函数Function中对成员变量m_nInteger进行操作； 
    （2）将成员函数Function声明为虚函数（virtual）。 
    以上的两种情况，目的就是强迫野指针使用属于自己的东西导致不安全，比如第一种情况中操作本身的m_nInteger，第二种情况中变为虚函数的Function成为了属于对象的函数（这一点可以从sizeof看出来）。 
    其实，安全的野指针在实际的程序设计中是几乎毫无用处的。我写这一篇文章，意图并不是像孔乙己一样去琢磨回字有几种写法，而是想通过这个小例子向诸位写明白C++的对象实例化本质，希望大家不但要明白what和how，更要明白why。
    关于成员函数CTestClass::Function的补充说明 ：
    （1）这个函数是一个普通的成员函数，它在编译器的处理下，会成为类似如下的代码： 
void Function( const CTestClass * this ) // ① 
{ 
printf("This is a test function.\n"); 
} 
    那么p->Function();一句将被编译器解释为： 
Function( p ); 
    这就是说，普通的成员函数必须经由一个对象来调用（经由this指针激活②）。那么由上例的delete之后，p指针将会指向一个无效的地址，然而p本身是一个有效的变量，因此编译能够通过。并且在编译通过之后，由于CTestClass::Function的函数体内并未对这个传入的this指针进行任何的操作，所以在这里，“野指针”便成了一个看似安全的东西。
    然而若这样改写CTestClass::Function： 
void CTestClass::Function( void ) 
{ 
m_nInteger = 0; 
} 
    那么它将会被编译器解释为： 
void Function( const CTestClass * this ) 
{ 
this->m_nInteger = 0; 
} 
    你看到了，在p->Function();的时候，系统将会尝试在传入的这个无效地址中寻找m_nInteger成员并将其赋值为0，剩下的我不用说了——非法操作出现了。 
    至于virtual虚函数，如果在类定义之中将CTestClass声明为虚函数： 
class CTestClass 
{ 
public: 
// ... 
virtual void Function( void ); 
}; 
    那么C++在构建CTestClass类的对象模型时，将会为之分配一个虚函数表vptr（可以从sizeof看出来）。vptr是一个指针，它指向一个函数指针的数组，数组中的成员即是在CTestClass中声明的所有虚函数。在调用虚函数的时候，必须经由这个vptr，这也就是为什么虚函数较之普通成员函数要消耗一些成本的缘故。以本例而言，p->Function();一句将被编译器解释为： 
(*p->vptr[1])( p ); // 调用vptr表中索引号为1的函数（即Function）③ 
    上面的代码已经说明了，如果p指向一个无效的地址，那么必然会有非法操作。 
备注： 
①关于函数的命名，我采用了原名而没有变化。事实上编译器为了避免函数重载造成的重名情况，会对函数的名字进行处理，使之成为独一无二的名称。 
②将成员函数声明为static，可以使成员函数不经由this指针便可调用。 
③vptr表中，索引号0为类的type_info。