将未构造的streambuf指针传入ostream构造函数是否属未定义行为？

以下程序是否存在未定义行为？

#include <iostream>          // std::{ostream, streambuf}

// streambuf的构造函数受保护，因此需要包装类来实例化
struct mystreambuf : public std::streambuf {};

extern mystreambuf sb;       // 尚未构造
std::ostream os(&sb);        // 此处传入“无效”指针？属于未定义行为吗？
mystreambuf sb;              // 现在完成构造

int main() { return 0; }

这段代码调用std::ostream构造函数时，传入了一个生命周期尚未开始的std::streambuf对象指针。这是否构成未定义行为？

结论 #

该代码存在未定义行为，原因如下：

• &sb的类型是mystreambuf*，需要转换为std::streambuf*；
• 对尚未构造完成、且包含非平凡构造函数的对象进行派生类到基类的指针转换，违反了C++标准中关于类构造/析构阶段指针转换的规则；
• 由于std::streambuf的构造函数是受保护的，它的实例必然作为基类子对象存在，这类针对未构造基类子对象的指针转换操作，属于标准明确禁止的未定义行为范畴。

内容的提问来源于Stack Exchange，提问作者Scott McPeak