c++ - 指针映射中的默认值 nullptr 是否定义了行为？

Question

下面的代码似乎总是遵循真正的分支。

#include <map>
#include <iostream>

class TestClass {
  // implementation 
}

int main() {
  std::map<int, TestClass*> TestMap;
  if (TestMap[203] == nullptr) {
    std::cout << "true";
  } else {
    std::cout << "false";
  }
  return 0;
}

它是指向 nullptr 的未初始化指针的定义行为，还是我的编译器的产物？

如果不是，我如何确保以下代码的可移植性？目前，我正在使用类似的逻辑为 log file 返回正确的单例实例:

#include <string>
#include <map>    

class Log {
  public:
    static Log* get_instance(std::string path);
  protected:
    Log(std::string path) : path(path), log(path) {};
    std::string path;
    std::ostream log;
  private:
    static std::map<std::string, Log*> instances;
};

std::map<std::string, Log*> Log::instances = std::map<std::string, Log*>();

Log* Log::get_instance(std::string path) {
  if (instances[path] == nullptr) {
    instances[path] = new Log(path);
  }
  return instances[path];
}

一个解决方案是 use something similar to this在检查 map 时，在使用特殊函数的地方提供默认值。但是，我的理解是，这会导致查找的复杂度为 O(n) 而不是 O(1)。在我的场景中这不是什么大问题(只有少数日志)，但更好的解决方案是以某种方式强制 Log* 类型的指针引用 默认情况下为 nullptr，从而使查找检查 O(1) 并同时可移植。这可能吗？如果可以，我该怎么做？

Answer 1

映射总是对其成员进行值初始化(当然，在它们未进行复制初始化的情况下)，内置类型的值初始化意味着零初始化，因此它确实是定义的行为。对于使用 operator[] 访问元素时生成的新键的值部分尤其如此，在调用它之前不存在。

但是请注意，未初始化的指针不一定是空指针；事实上，仅仅读取它的值就已经调用了未定义的行为(并且可能在某些情况下在某些平台上造成段错误)。重点是映射中的指针不是未初始化。所以如果你写例如

void foo()
{
  TestClass* p;
  // ...
}

p 不会被初始化为nullptr。

但是请注意，您可能想要检查是否存在，以避免累积不必要的条目。您将使用 find 成员函数检查是否存在:

map<int, TestClass*>::iterator it = TestMap.find(203);
if (it == map.end())
{
  // there's no such element in the map
}
else
{
  TestClass* p = it->second;
  // ...
}