關(guān)于nullptr這篇文章你一定要看

眾所周知C++ 11引入了nullptr，關(guān)于C++11新特性，可以看我之前的文章《c++11新特性，所有知識點都在這了！》。nullptr使用代碼如下：

int *ptr = nullptr;

同樣是表示空指針，之前NULL使用的好好的，為什么要引入nullptr？

nullptr和NULL又有什么區(qū)別呢？

NULL究竟是什么？

源碼在此：

#ifndef NULL #ifdef __cplusplus #define NULL 0 #else #define NULL ((void *)0) #endif#endif

從源碼中可以知道，在C中NULL是((void *)0)指針，在C++中NULL卻是個整數(shù)0。

為什么同樣是NULL，在C和C++中卻有不同的定義呢？

C++中有一個很特別的規(guī)定就是0既表示整形常量也用來表示空指針常量。

先看下C++03標(biāo)準(zhǔn)中的一段話：

A null pointer constant is an integral constant expression (expr.const) rvalue of integer type that evaluates to zero. A null pointer constant can be converted to a pointer type; the result is the null pointer value of that type and is distinguishable from every other value of pointer to object or pointer to function type. Two null pointer values of the same type shall compare equal. The conversion of a null pointer constant to a pointer to cv-qualified type is a single conversion, and not the sequence of a pointer conversion followed by a qualification conversion (conv.qual).

主要規(guī)定空指針常量需要被轉(zhuǎn)化成指針類型，同時這個轉(zhuǎn)化為指針類型的值還不能和其它的對象指針或者函數(shù)指針的值相同。兩個空指針常量的值還需要相等。

而C99標(biāo)準(zhǔn)中說：

An integer constant expression with the value 0, or such an expression cast to type void *, is called a null pointer constant.[55] If a null pointer constant is converted to a pointer type, the resulting pointer, called a null pointer, is guaranteed to compare unequal to a pointer to any object or function.

主要就是說C中的空指針常量是整型0被強轉(zhuǎn)成了void*，這就可以確保這個空指針的值與其它對象或函數(shù)指針值不相等。

這里C++中的NULL如果和C語言一樣也是(void *)0指針，而C++卻又不允許void*隱式轉(zhuǎn)換成其它指針類型，那還怎么用NULL來表示空指針呢，豈不是尷尬了。

下面代碼編譯會報錯：

#include 
int main() { int *a = (void *)0; return 0;}error: cannot initialize a variable of type 'int *' with an rvalue of type 'void *'

為什么要引入nullptr？

一個原因是可以讓整形0放下重擔(dān)，0只表示一件事情，它只是一個整數(shù)類型0，沒有任何其它語義，空指針的活就安排給其它員工，這個員工就是nullptr關(guān)鍵字。

先看一段代碼：

void func(char*) { cout << "char*";}void func(int) { cout << "int";}
int main() { func(NULL); // 編譯失敗 error: call of overloaded ‘func(NULL)’ is ambiguous func(nullptr); // char* return 0;}

另一個原因是在C++的函數(shù)重載中，傳入NULL會導(dǎo)致編譯失敗，所以需要引入nullptr，使用nullptr可以解決函數(shù)重載中的參數(shù)匹配問題。

這里可以總結(jié)三點：

1

使用nullptr可以不用擔(dān)心整型和指針類型的重載，不會產(chǎn)生二義性導(dǎo)致編譯失敗。

2

0和空指針分別表示不同的含義，使用nullptr可以更好的支持模板編程。

3

使用nullptr使代碼更安全，讓用戶編寫代碼更清晰直觀。

if (ptr == nullptr) {}if (ptr == NULL) {}if (ptr == 0) {}

三種方式哪個更好？相信你已經(jīng)有答案了吧！

讓我們看看大佬怎么說的（摘自C++之父語錄）：

Should I use NULL or 0?

In C++, the definition of NULL is 0, so there is only an aesthetic difference. I prefer to avoid macros, so I use 0. Another problem with NULL is that people sometimes mistakenly believe that it is different from 0 and/or not an integer. In pre-standard code, NULL was/is sometimes defined to something unsuitable and therefore had/has to be avoided. That's less common these days.If you have to name the null pointer, call it nullptr; that's what it's called in C++11. Then, "nullptr" will be a keyword.

NULL其實就是一個宏，對于宏，C++之父一直推崇盡量避免使用它，在實際編程中，可以減少宏的使用，直接使用0。Bjarne Stroustrup語錄也給出了解釋。所以在C++中，完全可以拋棄掉NULL，不得已可以使用0替代。

既然NULL就是0，那為什么不直接使用0，而搞出來一個NULL呢？

因為需要為空指針常量起一個名字，更清晰的表明它表達的是什么含義，就像3.1415926為什么要用π表示一樣，盡管宏一直是被各方吐槽的，但為了有名字在當(dāng)時C++也只能這樣，這也是NULL宏面世的唯一一個理由。

所以如果編譯器支持nullptr，一定要使用nullptr。

空指針應(yīng)該有什么特性嗎？

1. 它應(yīng)該有一個自己的名字，它應(yīng)該是一個保留關(guān)鍵字。

2. 空指針不能夠被用于算數(shù)表達式中，不能被賦值給整型，也不能用于和指針類型外的類型做比較。

3. 空指針可以被轉(zhuǎn)化成任何指針類型，不能被轉(zhuǎn)換成指針類型外的任何類型。

你有沒有想過，nullptr為什么可以轉(zhuǎn)換成int*， float*等？

看下它可能的實現(xiàn)吧：

struct nullptr_t{ void operator&() const = delete; // Can't take address of nullptr
 template <class T> inline operator T*() const { return 0; }
 template <class C, class T> inline operator T C::*() const { return 0; }};
nullptr_t nullptr;

通過實現(xiàn)了部分運算符，所以nullptr可以轉(zhuǎn)換成int*等，同時，為什么不能對nullptr取址？因為它的取址操作被delete修飾了。

使用nullptr還有什么好處呢？可以用于拋出異常。

nullptr是有類型的：

typdef decltype(nullptr) nullptr_t;

當(dāng)空指針用nullptr表示時，空指針就終于有類型了，當(dāng)有異常需要拋出時，就可以拋出nullptr。

int main() { try { ... throw nullptr; } catch(nullptr_t) { ... }}

之后使用它的類型nullptr_t捕獲，這里如果throw NULL，那用什么類型去catch呢？用int類型來catch？是不是有點別扭。所以能用nullptr就一定要用nullptr代替NULL。

關(guān)于nullptr的介紹就到這里，希望大家會有所收獲~

參考資料

https://www.cnblogs.com/DswCnblog/p/5629073.html

https://www.stroustrup.com/bs_faq2.html#null

https://dzone.com/articles/what-exactly-nullptr-is-in-c

https://www.zhihu.com/question/22203461

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2431.pdf

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