C++11空指针类型

C++11之前:NULL

        在C++程序开发中,为了提高程序的健壮性,一般会在定义指针的同时完成初始化操作,或者在指针的指向尚未明确的情况下,都会给指针初始化为NULL,避免产生野指针问题。C++98/03 标准中,将一个指针初始化为空指针的方式有 2 种:

char *ptr = 0;
char *ptr = NULL;

        在C++中NULL的定义为:

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

        也就是说,在C++中NULL就是0,那为什么C++不像C语言一样用(void*)0来定义NULL呢?这是因为在C++中,void*不能隐式类型转换为其他指针类型,但是int类型可以,为了兼容C语言和减少野指针问题,只能用0地址(0x 0000 0000)来代替,这段空间是只读的。

        但是,C++ 中将 NULL 定义为字面常量 0,并不能保证在所有场景下都能很好的工作,比如,函数重载时,NULL 和 0 无法区分:

#include <iostream>
using namespace std;

void func(int) {
	cout << "func(int)" << endl;
}

void func(int*) {
	cout << "func(int*)" << endl;
}

void func(char) {
	cout << "func(char)" << endl;
}

int main() {
	func(NULL);
	func(0);
	return 0;
}

        输出:

        我们从输出结果中也能看到,NULL作为参数时并没有作为指针类型调用void func(int*)而是作为整形0链接到了void func(int),这也能说明在C++中NULL和整形0是等价的。


C++11:nullptr

        为了解决这个问题,在C++11中引入了一个新的关键字nullptr。nullptr 专用于初始化指针类型,,不同类型的指针变量都可以使用 nullptr 来初始化。

int main() {
	int* pi = nullptr;
	double* dp = nullptr;
	char* cp = nullptr;
	void* vp = nullptr;
	return 0;
}

        因为nullptr可以隐式转化为任意指针类型,所以编译器会将上述代码中的nullptr分别隐式转化为int*, double*, char*和void*类型。

        使用nullptr可以很完美的解决上边提到的函数重载问题:

#include <iostream>
using namespace std;

void func(int) {
	cout << "func(int)" << endl;
}

void func(int*) {
	cout << "func(int*)" << endl;
}

void func(char) {
	cout << "func(char)" << endl;
}

int main() {
	func(0);
	func(NULL);
	func(nullptr);
	return 0;
}

        输出:

        通过输出的结果可以看出,nullptr 无法隐式转换为整形,但是可以隐式匹配指针类型。在 C++11 标准下,相比 NULL 和 0,使用 nullptr 初始化空指针可以令我们编写的程序更加健壮。

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