注意:如果在读完这个问题后您认为“这怎么可能发生”，那没关系。如果您想保持开放的心态，您可以遵循问题后的一些要点，这些要点说明了这是如何发生的以及为什么这样做有用。请记住，这只是一个问题，而不是关于这些主题的教程。这些评论已经有足够的噪音，而且很难跟上。如果您对这些主题有疑问，请将它们作为问题发布在 SO 而不是评论中，我将不胜感激。

问题:如果我有一个 int 类型的对象存储在 c

int* c = /* allocate int (returns unique address) */;
*c = 3;

由两个指针 a 和 b 引用:

int* a = /* create pointer to (*c) */;
int* b = /* create pointer to (*c) */;

这样:

assert(a != b);  // the pointers point to a different address
assert(*b == 3);
*a = 2;
assert(*b == 2);  // but they refer to the same value

这是未定义的行为吗？如果是，C++ 标准的哪一部分不允许这样做？如果不允许，C++ 标准的哪些部分允许这样做？

注意:c指向的内存是通过返回唯一地址的内存分配函数分配的(new, malloc ，...)。创建具有不同值的这些指针的方法是非常特定于平台的，尽管在大多数 unix 系统中可以使用 mmap 完成，而在 Windows 上可以使用 VirtualAlloc 完成。

背景:大多数操作系统(那些拥有不在环 0 上的用户空间的操作系统)在虚拟内存上运行它们的进程，并且具有从虚拟内存页到物理内存页的映射。其中一些系统(Linux/MacOS/BSDs/Unixes 和 64 位 Windows)提供了一些可用于映射两个虚拟内存页的系统调用(如 mmap 或 VirtualAlloc)到同一个物理内存页。当进程执行此操作时，它实际上可以从两个不同的虚拟内存地址访问同一页物理内存。也就是说，这两个指针将具有不同的值，但它们将访问相同的物理内存存储。 google 的关键字:mmap、虚拟内存、内存页面。使用此功能获利的数据结构是“魔术环形缓冲区”(这是技术术语)和非重新分配动态大小的 vector (即，当它们增长时不需要重新分配内存的 vector )。 Google 提供的有关这些的信息比我在这里所能提供的更多。

非常小的可能无法工作的示例(仅限 unix):

我们首先在堆上分配一个int。以下请求一个匿名的、非文件支持的虚拟内存映射。这里必须至少请求一个完整的内存页，但为了简单起见，我只请求 int 的大小(mmap 无论如何都会分配一个完整的内存页):

int* c= mmap(NULL, sizeof(int), PROT_NONE, MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE,-1, 0);

现在我们需要将它映射到两个独立的内存位置，所以我们将它映射到同一个内存映射文件，两次，例如，两个相邻的内存位置。我们不会真正使用这个文件，但我们仍然需要创建它并打开它:

mmap(c, sizeof(int), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_FIXED | MAP_SHARED, some_fd, 0);
mmap(c + 1, sizeof(int), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_FIXED | MAP_SHARED, some_fd, 0);

现在我们快完成了:

int* a = c;
int* b = c + 1;

这些显然是不同的虚拟地址:

assert(a != b);

但它们指向相同的、非文件支持的物理内存页:

*a = 314;
assert(*b == 314);

就这样吧。使用 VirtualAlloc 可以在 Windows 上完成相同的操作，但 API 有点不同。

最佳答案

首先让我们看看标准对对象的看法

[intro.object]

The constructs in a C++ program create, destroy, refer to, access, and manipulate objects. An object is a region of storage. [ Note: A function is not an object, regardless of whether or not it occupies storage in the way that objects do. —end note ] An object is created by a definition (3.1), by a new-expression (5.3.4) or by the implementation (12.2) when needed. The properties of an object are determined when the object is created. An object can have a name (Clause 3). An object has a storage duration (3.7) which influences its lifetime (3.8). An object has a type (3.9). The term object type refers to the type with which the object is created. Some objects are polymorphic (10.3); the implementation generates information associated with each such object that makes it possible to determine that object’s type during program execution. For other objects, the interpretation of the values found therein is determined by the type of the expressions (Clause 5) used to access them.

然后我们有

Unless an object is a bit-field or a base class subobject of zero size, the address of that object is the address of the first byte it occupies. Two objects that are not bit-fields may have the same address if one is a subobject of the other, or if at least one is a base class subobject of zero size and they are of different types; otherwise, they shall have distinct addresses.

所以我们知道一个对象有一个地址，它是它使用的存储空间的第一个字节。如果我们看看我们有什么字节

[intro.memory]

The fundamental storage unit in the C++ memory model is the byte. A byte is at least large enough to contain any member of the basic execution character set (2.3) and the eight-bit code units of the Unicode UTF-8 encoding form and is composed of a contiguous sequence of bits, the number of which is implementationdefined. The least significant bit is called the low-order bit; the most significant bit is called the high-order bit. The memory available to a C++ program consists of one or more sequences of contiguous bytes. Every byte has a unique address.

^强调我的

因此，如果我们有一个指向对象的指针，该指针将保存一个唯一值(地址)。如果我们有另一个指向同一个对象的指针，那么它也必须具有相同的值(地址)。未定义的行为甚至不会进入等式，因为您根本无法让两个指针指向具有不同值的同一对象。

关于c++ - 有两个具有不同值的指针引用同一个对象是未定义的行为吗？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/35852493/