只谈C++11新特性 - nullptr

nullptr

在 C++11 标准中，引入了 nullptr 关键字，用来表示空指针。这是对原有 NULL 的重要改进，提供了更强的类型安全性，并避免了一些常见的编程错误。

1. nullptr 的特点

• nullptr 是一种新类型 std::nullptr_t 的常量，用于表示空指针。
• 与 NULL 不同，nullptr 具有明确的指针类型，不会被错误地解释为整数。
• 它可以用于所有需要空指针的上下文中，比如初始化指针、函数重载等。

示例代码

#include <iostream>
#include <type_traits> // std::is_same

int main() {
    int* ptr = nullptr; // 使用 nullptr 初始化指针
    if (ptr == nullptr) {
        std::cout << "ptr 是一个空指针。" << std::endl;
    }

    // 检查 nullptr 的类型
    if (std::is_same<decltype(nullptr), std::nullptr_t>::value) {
        std::cout << "nullptr 的类型是 std::nullptr_t。" << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出结果：

ptr 是一个空指针。
nullptr 的类型是 std::nullptr_t。

2. nullptr 相较于 NULL 的优势

1. 类型安全：

   • NULL 通常被定义为 0，可能在某些场景中被解释为整数。例如，下面的代码会因为重载的歧义而出错：

     void func(int);
     void func(int*);
     
     func(NULL); // 编译器可能认为调用的是 func(int)，而非 func(int*)。
     

   • 使用 nullptr 则不会出现这种问题：

     func(nullptr); // 明确调用 func(int*)。
     

2. 避免误解：

   • NULL 只是一个宏，其具体定义依赖于实现，可能是 0 或 (void*)0。而 nullptr 是一个内置的关键字，具有明确的语义。

示例代码

#include <iostream>

void func(int) {
    std::cout << "调用了 func(int)" << std::endl;
}

void func(int*) {
    std::cout << "调用了 func(int*)" << std::endl;
}

int main() {
    func(0);        // 调用 func(int)
    func(nullptr);  // 调用 func(int*)

    return 0;
}

输出结果：

调用了 func(int)
调用了 func(int*)

3. nullptr 的常见用法

3.1 初始化空指针

使用 nullptr 可以更清晰地初始化空指针：

int* ptr = nullptr; // 更推荐
int* oldPtr = NULL; // 不推荐

3.2 检查指针是否为空

if (ptr == nullptr) {
    std::cout << "ptr 是空指针。" << std::endl;
}

3.3 用于函数重载

尽管 nullptr 可以消除一些歧义，但在多个重载同时匹配时，仍可能出现错误。例如：

#include <iostream>

void process(int*);
void process(double*);

int main() {
    // process(nullptr); // 错误：无法确定调用的是哪个重载
    return 0;
}

此时可以通过显式类型转换解决问题：

process(static_cast<int*>(nullptr)); // 明确调用 process(int*)
process(static_cast<double*>(nullptr)); // 明确调用 process(double*)

4. 总结

C++11 中引入的 nullptr 关键字为程序员提供了一种类型安全、语义明确的方式来表示空指针。它克服了 NULL 的诸多局限性，是现代 C++ 编程中推荐使用的方式。在日常开发中，应优先使用 nullptr 替代 NULL，并在多重重载的场景下结合显式类型转换以消除歧义。