中級

nullptrの参照外しでSegmentation faultになる原因

nullptrで初期化したポインタをそのまま参照外し（*p）して書き込もうとしたときに異常終了するバグです。コンパイルは通り、実行時にクラッシュします。

エラーメッセージの読み方

Segmentation fault

（エラーメッセージなし）

これはプログラム自身の出力ではありません。プログラムは何も言わずに落ちています

Segmentation fault

シェルが検知した異常終了の種類 — OSが「不正なメモリアクセス」などを検出しプロセスを強制終了させました

見つけ方

このメッセージだけでは行番号すら分かりません。原因はコードを読んで特定するしかありません

このエラーが出る典型パターン

 1  #include <iostream>
 2  int main() {
 3      int *p = nullptr;
 4      *p = 5;                   
                     ^
 5      std::cout << *p << std::endl;
 6      return 0;
 7  }

 1  #include <iostream>
 2  int main() {
 3      int *ptr = nullptr;
 4      *ptr = 10;           
                  ^
 5      std::cout << *ptr << std::endl;
 6      return 0;
 7  }

 1  #include <iostream>
 2  int main() {
 3      int *data = nullptr;
 4      *data = 99;           
                   ^
 5      std::cout << *data << std::endl;
 6      return 0;
 7  }

 1  #include <iostream>
 2  int main() {
 3      int *count = nullptr;
 4      *count = 1;           
                   ^
 5      std::cout << *count << std::endl;
 6      return 0;
 7  }

 1  #include <iostream>
 2  int main() {
 3      int *score = nullptr;
 4      *score = 88;           
                   ^
 5      std::cout << *score << std::endl;
 6      return 0;
 7  }

よくある誤解

「nullptrは0と同じ意味だから安全」というのは誤解です。nullptrは「どのオブジェクトも指していない」ことを表すだけで、そこへの書き込みや読み込みは有効なメモリ領域を指していないため、OSに検知されクラッシュします。

実務での勘所

モダンC++では、そもそも生のポインタでnullptrを持ち回すこと自体を減らす方向に設計する習慣が広まっています。値が存在しないかもしれないことを表したいならstd::optional(C++17)、所有権を伴うオブジェクトの管理にはstd::unique_ptrやstd::shared_ptrといったスマートポインタを使えば、danglingや二重解放、参照外し忘れといった生ポインタにまつわる事故の多くを型の力で防げます。生のポインタは、所有権を持たない一時的な参照を表す場合など、限定的な用途にとどめるのが現在の実務での主流です。

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関連するエラー

• error: invalid conversion from 'int*' to 'int' の原因と直し方アドレス演算子&で得たポインタを、参照や普通の変数と混同して代入しようとしたときに出るエラーです。
• delete後のポインタ使用が「たまたま動いてしまう」危険性deleteした直後の同じポインタを使って読み書きしてしまうバグです。