C++でNULLクラスポインタ経由でクラスメソッドを呼び出す方法

はじめに

C++では、NULLクラスポインタを介してクラスのメンバ関数（メソッド）を呼び出すことができます。一見奇妙な動作に思えますが、特定の条件下ではコンパイル・実行ともに可能です。

注意： これは未定義動作（undefined behavior）であり、プログラムの正常な実行は一切保証されません。実際の結果は、使用するコンパイラや環境によって異なります。実務のコードでは絶対に避けるべき書き方ですので、ここではC++の内部的な仕組みを理解するための参考として読んでください。

サンプルプログラム

NULLポインタ経由でメンバ関数を呼び出すプログラムの例を以下に示します。

#include <iostream>
using namespace std;

class Example {
public:
    void func() {
        cout << "The function is called through Null class pointer.";
    }
};

int main() {
    Example *p = NULL;
    p->func();
    return 0;
}

実行結果

上記プログラムの出力は次のようになります。

The function is called through Null class pointer.

プログラムの解説

それでは、このプログラムがどのように動作しているのか順番に見ていきましょう。

1. Exampleクラスの定義

Exampleクラスには、公開（public）されたメンバ関数func()が1つだけ定義されています。この関数は、引数なしで文字列を出力するだけで、クラスのメンバ変数には一切アクセスしていません。該当するコード部分は以下の通りです。

class Example {
public:
    void func() {
        cout << "The function is called through Null class pointer.";
    }
};

2. main()関数でのNULLポインタ呼び出し

main()関数内では、ExampleクラスへのポインタpをNULLで初期化して作成し、そのままアロー演算子（->）を使ってfunc()を呼び出しています。

int main() {
    Example *p = NULL;
    p->func();
    return 0;
}

3. なぜNULLでも呼び出せるのか？

この現象の理由は、非仮想（non-virtual）メンバ関数が、内部的には「隠し引数としてthisポインタを受け取る通常の関数」とほぼ同じ扱いになることにあります。つまり、p->func()は実質的にfunc(p)のような形で呼び出されます。func()の中でthisポインタをデリファレンス（メンバ変数へのアクセスなど）していないため、たまたまエラーにならずに動作したように見えるのです。

一方、次のような場合はNULLポインタアクセスによるクラッシュが発生します。

• 関数内でメンバ変数にアクセスした場合
• 仮想関数（virtual）を呼び出した場合（vtable参照が必要なため）

まとめ

NULLクラスポインタ経由でもメンバ関数を呼び出せる場合があるのは、C++の言語仕様上許されているわけではなく、あくまで未定義動作の結果です。学習や検証の目的で知識として知っておくのは有効ですが、実際の開発では必ずポインタのNULLチェックを行うか、可能であればスマートポインタ（std::unique_ptr、std::shared_ptr）などを活用して安全なコードを書くことを心がけましょう。