空对象指针为什么有时候能调用成员函数

在谈这个话题之前呢，还是得了解一下内存布局，以x86的32位系统为例：

然后得明确一点，NULL指针是无法访问的，如果强行访问，则会引发异常

然而空对象指针有时候却能够调用成员函数

class C
{
public:
	int a;
	static int b;
	static void f1()
	{
		cout << "fl" << endl;
	}
	void f2()
	{
		cout << "f2" << endl;
	}
	void f3()
	{
		cout << "f3:" << a << endl;
	}
	void f4()
	{
		cout << "f4:" << b << endl;
	}
	virtual void f5()
	{
		cout << "virtual f5" << endl;
	}
};

int C::b = 10;

int main()
{
	C* p = NULL;
	p->f1();   //正确
	p->f2();   //正确
	p->f3();   //错误
	p->f4();   //成功
	p->f5();   //错误
	return 0;
}

假设现在new了一个对象，并把它赋值给指针p，此时指针p则保存在栈上，对象中的a保存在堆上，b保存在.data段中(数据段)，f1、f2、f3、f4和f5都保存在代码段，也就是说非静态成员变量在运行时储存在对象内部，成员函数并不储存在对象内部，而是位于程序的二进制代码里，所以与对象的地址无关。

为了方便理解，可以大致的认为编译会把以上代码转换为以下代码

class C
{
public:
	int a;
	virtual void f5()
	{
		cout << "virtual f5" << endl;
	}
};

static int b = 10;

static void f1(C* p)
{
	cout << "fl" << endl;
}

void f2(C* p)
{
	cout << "f2" << endl;
}

void f3(C* p)
{
	cout << "f3:" << p->a << endl;
}
void f4(C* p)
{
	cout << "f4:" << b << endl;
}

f1和f2调用成功，就是因为函数与对象的地址无关，即使是空地址，也不会去访问。

f4调用成功，因为除了函数与对象的地址无关之外，静态变量的地址也与对象无关。

f3调用失败，因为非静态成员变量在运行时储存在对象内部，在访问时，需要先对p解引用，然后才能访问找到堆中的数据，但是p是空指针，所以报错。

f5调用失败，因为f5是虚函数，在调用虚函数时，会通过虚函数表去查找函数的地址，而虚函数表(存放在.rodata中)可以看成是对象内的隐藏变量，因此也需要对指针p解引用，但是p是空指针，所以报错。

总的来说，空指针能够调用成员函数，其本质就是没有对这个空指针进行解引用，从而引发访问异常，在Linux下，又称为段错误(segmentation fault)