C++ - NULL 和 nullptr

在编写C程序的时候只看到过NULL,而在C++的编程中,我们可以看到NULL和nullptr两种关键字,其实nullptr是C++11版本中新加入的,它的出现是为了解决NULL表示空指针在C++中具有二义性的问题,为了弄明白这个问题,我查找了一些资料,总结如下。

C程序中的NULL

  • 在C语言中,NULL通常被定义为:#define NULL ((void *)0)

  • 所以说NULL实际上是一个空指针,如果在C语言中写入以下代码,编译是没有问题的,因为在C语言中把空指针赋给int和char指针的时候,发生了隐式类型转换,把void指针转换成了相应类型的指针。

1
2
int  *pi = NULL;
char *pc = NULL;

C++程序中的NULL

  • 但是问题来了,以上代码如果使用C++编译器来编译则是会出错的,因为C++是强类型语言,void*是不能隐式转换成其他类型的指针的,所以实际上编译器提供的头文件做了相应的处理:

    1
    2
    3
    4
    5
    6

    #ifdef __cplusplus
    #define NULL 0
    #else
    #define NULL ((void *)0)
    #endif
  • 可见,在C++中,NULL实际上是0.因为C++中不能把void*类型的指针隐式转换成其他类型的指针,所以为了结果空指针的表示问题,C++引入了0来表示空指针,这样就有了上述代码中的NULL宏定义。

  • 但是实际上,用NULL代替0表示空指针在函数重载时会出现问题,程序执行的结果会与我们的想法不同,举例如下:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
#include <iostream>
using namespace std;

void func(void* i)
{
cout << "func1" << endl;
}

void func(int i)
{
cout << "func2" << endl;
}

void main(int argc,char* argv[])
{
func(NULL);
func(nullptr);
getchar();
}
  • 输出结果如下所示:

    1
    2
    func2
    func1
  • 在这段代码中,我们对函数func进行可重载,参数分别是void*类型和int类型,但是运行结果却与我们使用NULL的初衷是相违背的,因为我们本来是想用NULL来代替空指针,但是在将NULL输入到函数中时,它却选择了int形参这个函数版本,所以是有问题的,这就是用NULL代替空指针在C++程序中的二义性。

C++中的nullptr

  • 为解决NULL代指空指针存在的二义性问题,在C++11版本(2011年发布)中特意引入了nullptr这一新的关键字来代指空指针,从上面的例子中我们可以看到,使用nullptr作为实参,确实选择了正确的以void*作为形参的函数版本。

总结:

  • NULL在C++中就是0,这是因为在C++中void* 类型是不允许隐式转换成其他类型的,所以之前C++中用0来代表空指针,但是在重载整形的情况下,会出现上述的问题。所以,C++11加入了nullptr,可以保证在任何情况下都代表空指针,而不会出现上述的情况,因此,建议以后还是都用nullptr替代NULL吧,而NULL就当做0使用。

  • 其他:在没有C++ 11的nullptr的时候,我们怎么解决避免这个问题呢?

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    const class nullptr_t
    {
    public:
    template<class T>
    inline operator T*() const
    { return 0; }

    template<class C, class T>
    inline operator T C::*() const
    { return 0; }

    private:
    void operator&() const;
    } nullptr = {};