nullptr

空指針：從 0 到 NULL，再到 nullptr

NULL 是一個宏定義：

#undef NULL #if defined(__cplusplus) #define NULL 0 #else #define NULL ((void *)0) #endif

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int *my_ptr = 0; int *my_ptr = NULL; // NULL 的問題 #include <stdio.h>void f(char *c) {printf("invoke f(char *)\n); } void f(int i) {printf("invoke f(int)\n"); } int main() {f(0);f(NULL); // 注意：如果gcc編譯，NULL會轉換為內部標識符 __null，該語句會編譯失敗f((char*)0); } /** 使用 XLC 編譯器會得到如下結果：* invoke f(int)* invoke f(int)* invoke f(char*)* XLC 將 NULL 定義為了 0 */

引起該問題的原因是 0 的二義性。0 既可以表示整型，也可以表示一個 空指針(void *)。存在二義性時，需要使用強制類型轉換:((void *)0).

雖然 g++ 編譯器將 NULL 轉換為編譯器內部標識符（__null），并在編譯時期進行了分析，在一定程度上可以緩解問題，但是會帶來代碼移植的限制。

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nullptr

// 頭文件: cstddef typedef decltype(nullptr) nullptr_t; /*使用 nullptr_t 必須包含頭文件: cstddef。使用 nullptr 則不需要 */

nullptr 最大的優勢是 有類型，且可以被隱式轉換為指針類型。

#include <stdio.h>void f(char *c) {printf("invoke f(char *)\n); } void f(int i) {printf("invoke f(int)\n"); } int main() {f(nullptr); // invoke f(char *)f(0); // invoke f(int) }

nullptr 和 nullptr_t

C++11 不僅定義了空指針常量 nullptr，也定義了 空指針類型 nullptr_t。那么也就是說 nullptr_t 可以用來定義變量。通常，可以使用 nullptr_t 聲明一個 空指針變量。

• C++11規定：
  • 所有定義為 nullptr_t 類型的數據都是等價的，行為也是完全一致。
  • nullptr_t 類型數據可以隱式轉換為任意一個指針類型。
  • nullptr_t 類型數據不能轉化為 非指針類型，即使使用 reinterpret_cast<nullptr_t>()。
  • nullptr_t 類型數據不適用于算術運算表達式。
  • nullptr_t 類型數據可以用于關系運算表達式，但僅能與 nullptr_t 類型數據或指針類型數據做比較，當且僅當關系運算符為 ==, <=, >=時返回 true.

#include <iostream> #include <typeinfo> using namespace std; int main() {// nullptr 可以隱式轉換為 char*char *cp = nullptr;// 不可轉換為整型，而其他類型也不能轉換為 nullptr_t// int n1 = nullptr;// int n2 = reinterpret_cast<int>(nullptr);// nullptr 與 nullptr_t 類型變量可以比較// 當使用 ==, <=, >= 符號比較時返回 true。nullptr_t nptr;if (nptr == nullptr) {cout << "nullptr_t nptr == nullptr" << endl;} else {cout << "nullptr_t nptr != nullptr" << endl;}if (nptr < nullptr) {cout << "nullptr nptr < nullptr" << endl;} else {cout << "nullptr_t nptr !< nullptr" << endl; }// 不能轉換為整型或 bool 類型// if (0 == nullptr);// if (nullptr);// 不可以進行算術運算// nullptr += 1;// nullptr * 5；// 以下操作均可以正常運行sizeof(nullptr);typeid(nullptr);throw(nullptr);return 0; }

雖然 nullptr_t 看起來像是一個 指針類型，但是在把 nullptr_t 應用于模板時，我們發現模板卻只能把他作為一個普通的類型來推導。（并不會將其視為 T* 指針）

using namespace std; template<typename T> void g(T* t) {} template<typename T> void h(T t) {}int main() {g(nullptr); // error，nullptr 時 nullptr_t 類型，而不是指針g((float*)nullptr); // T = floath(0); // T = inth(nullptr); // T = nullptr_th((float*)nullptr); // T = float *}

一些關于 nullptr 規則的討論

• sizeof(nullptr_t) == sizeof(void *)

• nullptr 是一個編譯時期的常量，它的名字是一個編譯時期的關鍵字，能夠為編譯器識別。

• (void *)0 只是一個強制轉換表達式，其返回的也是一個 void * 指針類型

• nullptr 到任何指針的轉換都是隱式的。

• nullptr 對象的地址可以被用戶使用

#include <cstdio> #include <cstddef> using namespace std; int main() {nullptr_t my_null;printf("%x\n", &my_null);// printf("%x", &nullptr); // 根據 C++11 的規定，nullptr 是右值常量，無法取地址printf("%d\n", my_null == nullptr);const nullptr_t && default_nullptr = nullptr;// default_nullptr 是 nullptr 的一個右值引用printf("%x\n", &default_nullptr); }

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的空指针：从 0 到 NULL，再到 nullptr的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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