C++11 NULL和nullptr

最新推荐文章于 2024-07-11 17:52:27 发布

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#c/c++ #python

博客主要探讨了C++11引入nullptr的原因。在C语言中，NULL可用于多种类型定义；而在C++里，因支持函数重载，NULL的定义会带来歧义。C++11引入的nullptr常量是std::nullptr_t类型，能解决整型和指针类型的重载问题，但对不同指针类型的重载函数仍有局限，可通过std::nullptr_t类型解决。

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众所周知，C语言使用NULL常量来表示空指针，为什么C++11还要增加新的nullptr来表示空指针呢？

1，我们首先查看NULL的定义：

#if defined (_STDDEF_H) || defined (__need_NULL)
#undef NULL /* in case <stdio.h> has defined it. */
#ifdef __GNUG__
#define NULL __null
#else /* G++ */
#ifndef __cplusplus
#define NULL ((void *)0)
#else /* C++ */
#define NULL 0
#endif /* C++ */
#endif /* G++ */
#endif /* NULL not defined and <stddef.h> or need NULL. */
#undef __need_NULL
从上面的定义可以看出，如果定义了__GNUG__，编译器NULL其实就是__null，__null是编译器相关的行为（要么是常量0，要么是（void *）0），有待进一步研究确认。

因此，在C语言中，如下定义都是合法的：

int a = NULL;
char b = NULL;
int *ptr = NULL;

2，在C++中，考虑如下重载示例：

void overloaded(int value) {
std::cout << "int value" << std::endl;
}

void overloaded(int *ptr) {
std::cout << "int *ptr" << std::endl;
}

int main() {
overloaded(NULL); // 歧义，因为NULL既可以是常量0，也可以是 void*指针。

return 0;
}
由于C++支持函数重载，此时NULL的定义就会带来歧义，当我们调用overloaded(NULL)；的时候，编译器无法确认，到底是把NULL作为常量0还是作为 (void *)0，因此编译无法通过。

为了解决这个问题，C++11引入了nullptr常量，该常量是std::nullptr_t类型。std::nullptr_t类型可以转换为任意指针类型（类似于void *，也可以转换为任意指针类型），同时也可以转换为bool类型（用以支持条件判断 !ptr），但是不能转换成整型类型。这样便消除了上面的重载歧义。

overloaded(nullptr); // ok，调用void overloaded(int *ptr);版本

转换成bool类型示例如下：

int main() {
std::nullptr_t ptr = nullptr;

if (!ptr) { // std::nullptr_t类型转换成bool类型
std::cout << "nullptr" << std::endl;
}

return 0;
}

3，当然，nullptr只是解决了整型和指针类型的重载问题，对于两个不同指针类型的重载函数，nullptr无法区分出来：

void overloaded(int *ptr) {
std::cout << "int *ptr" << std::endl;
}

void overloaded(char *ptr) {
std::cout << "char *ptr" << std::endl;
}

int main() {
overloaded(nullptr); // 歧义，依然无法区分 int *和 char *

return 0;
}
这时候，可以使用std::nullptr_t类型，如下：

void overloaded(int *ptr) {
std::cout << "int *ptr" << std::endl;
}

void overloaded(char *ptr) {
std::cout << "char *ptr" << std::endl;
}