【C++掌中宝】C++ 中的空指针救世主——nullptr
文章目录
1. 什么是 NULL？
在 C 和 C++ 编程中，NULL 常用于表示空指针，但它本质上是一个宏定义。
- 在C语言中，
NULL通常被定义为(void *)0，也就是一个指向空的void指针。 - 但在 C++ 中，
NULL常常被定义为整数常量0。
在传统的C头文件（stddef.h）中，可以看到如下代码：
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif
由于在 C++ 中，void* 不能隐式转换为其他类型的指针，因此将 NULL 定义为 0。这导致在函数重载时可能会出现二义性问题。
2. NULL 在 C 和 C++ 中的区别
在 C 语言中，NULL 定义为 (void *)0，它可以隐式转换为任何类型的指针。这使得以下代码在 C 中可以正常编译和运行：
int *pi = NULL;
char *pc = NULL;
然而，在 C++ 中，由于更严格的类型检查，void* 不能隐式转换为其他指针类型。因此，C++ 中的 NULL 通常被定义为整数常量 0。这导致了以下代码在 C++ 中的编译错误：
int *pi = (void*)0; // OK in C, error in C++
报错如下：
除此之外，NULL 在函数重载时也会导致意外行为。例如，考虑以下代码：
#include<iostream>
using namespace std;
void f(int x)
{
cout << "f(int x)" << endl;
}
void f(int* ptr)
{
cout << "f(int* ptr)" << endl;
}
int main()
{
f(0);
f(NULL);
} // 这会调用哪个版本的 f()？
运行结果如下：
由于 NULL 被定义为 0，这里会调用 int 参数的版本，而不是我们期望的指针版本，所以最后两个结果都是选择int 参数的版本。
3. C++11 引入 nullptr 的原因
为了消除 NULL 在 C++ 中的二义性问题，C++11 引入了 nullptr 作为一种新型空指针常量。nullptr 是一个关键字，代表一种特殊类型，使用nullptr定义空指针可以避免类型转换的问题，因为它只能转换为任意指针类型，但不能转换为整数类型。
例如，以下代码可以正确运行并调用我们期望的函数版本：
#include<iostream>
using namespace std;
void f(int x) {
cout << "foo(int x)" << endl;
}
void f(int* ptr) {
cout << "foo(int* ptr)" << endl;
}
int main() {
f(nullptr); // 调用 f(int* ptr)
return 0;
}
nullptr 的引入解决了函数重载中的二义性问题，确保空指针总是正确地匹配到指针类型的重载函数。
4. nullptr 与 NULL 的区别
虽然 NULL 仍然可以在 C++ 中使用，但它在特定场景下会引发错误或误解。相比之下，nullptr 是一种更加安全且明确的选择：
- 在C++中
NULL通常是整数0，会引发二义性问题。 nullptr是一个指针常量，可以隐式转换为任意指针类型，不会引发二义性问题。
例如：
void func(int x) {
cout << "func(int)" << endl;
}
void func(char* p) {
cout << "func(char*)" << endl;
}
int main() {
func(0); // 调用 func(int)
func(nullptr); // 调用 func(char*)
return 0;
}
5. nullptr 的应用场景
在 C++11 及更高版本中，推荐使用 nullptr 代替 NULL 来表示空指针，特别是在函数重载的场景下。例如：
int* p1 = nullptr;
if (p1 == nullptr) {
cout << "p1 是空指针" << endl;
}
需要注意的是，nullptr 不能赋值给整数类型，因此以下代码会导致编译错误：
int n = nullptr; // 编译错误
报错如下：
6. 模拟 nullptr 的实现
对于不支持 C++11 的编译器，我们可以自己模拟实现 nullptr。以下是一个简单的实现：
const class nullptr_t {
public:
template<class T>
operator T*() const { return 0; }
template<class C, class T>
operator T C::*() const { return 0; }
private:
void operator&() const;
} nullptr = {};
7. 总结
NULL 是一个历史遗留的宏定义，虽然在 C++ 中仍然可以使用，但它会在特定场景下引发意外的行为和错误。为了消除这些问题，C++11 引入了 nullptr，作为一种类型安全的空指针表示。
在现代 C++ 编程中，强烈推荐使用 nullptr 代替 NULL，确保代码在空指针处理上更加明确和安全。
结语
通过本文，读者应当已经掌握了 nullptr 的基本概念、与 NULL 的区别以及如何在实际编程中应用它。如果你还在用 NULL，是时候拥抱 nullptr，让你的代码更加健壮吧！
今天的分享到这里就结束啦！如果觉得文章还不错的话，可以三连支持一下。
也可以点点关注，避免以后找不到我哦！
Crossoads主页还有很多有趣的文章，欢迎小伙伴们前去点评，您的支持就是作者前进的动力！
原文地址：https://blog.csdn.net/2301_80191662/article/details/142516345
免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！