C++11新特性之nullptr

Honkers · 13 小时前

在C++11之前的C++98/03我们使用空都是NULL关键字，后来C++11之后新增了nullptr关键字来表示空。那么有了NULL还要弄个nullptr出来干什么呢？是不是吃太饱了？

为了来剖析这两者的区别，我们先来看一个什么是野指针；

int serven_1 = 9;
int* serven_p;
int* serven_q = &serven_1;

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上面的代码中，serven_p就是野指针，因为定义他的时候没有给他指向的地方，导致他指向了哪些不可用的内存区域:

所以你定义了指针，就算没有使用他，你也要给个空给他，不然等到内存溢出崩溃的时候，不仅他会哭，你也会被急哭。

在C++98/03标准中，我们在定义一个指针并且给其赋值为空的时候有两种写法，不仅可以使用NULL，也可以使用0，不信你去试试看：

int* serven_p = NULL;
int* serven_q = 0;

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这两种写法完全木有问题，都是OK的。但还是推荐使用第一种写法。毕竟代码编写要规范嘛（这里备注一下：代码编写不规范真的会被打，从现在开始就要养成良好的编程习惯）。

上面的指针serven_q直接附了0是什么意思呢？有没有联想到大学老师给你上课的时候，反复敲着黑板跟你们说：“咳咳咳~，大家注意了，指针指向的是变量的地址，他本身也是个内存空间，只是这个内存空间存放的是他指向的变量在内存中的地址”。所以呢，这里的serven_q相当于指向了0地址，也就是0x0000 0000这个内存空间。这个0地址呢，在很多操作系统（像Windows、Linux的等等）是不允许用户操作使用的，例如：

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
int* serven_p = 0;
// *serven_p = 4; // 这是不允许的
printf("%p\n", serven_p);
// printf("%d\n", *serven_p);
return a.exec();
}

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运行结果：

结果分析：

serven_p指向的是0地址。

在上面的代码给鲁豫看的话，她会说：我不信不信就不信啰，直接证明给你看，把代码中的两句注释语句恢复：

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
int* serven_p = 0;
*serven_p = 4;
printf("%p\n", serven_p);
printf("%d\n", *serven_p);
return a.exec();
}

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运行结果：

结果分析：

看到了吧，打印出来后啥都没有。这下可以相信了吧。

但是在日常编程中，我们还是习惯使用NULL来给指针做初始化，但是NULL并不是C++的关键字，它是一个宏定义。在Visual Studio平台中，当你在编写代码中转至NULL的定义的时候，会跳到afx.h显示下面的代码：

...
#define NULL 0
...

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其实NULL宏定义就是一个0，惊不惊讶！反正我是挺惊讶的。好吧，既然它是0，那么就当它是空吧，这个披着外皮的狼，居然骗了我们这么多年。那就用它吧。

等会，小编突然想到一个Bug，当NULL作为函数参数的时候会有歧义，例如：

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
using namespace std;
void Func_serven(void* serven_void){
cout<<"I am void fucntion!"<<endl;
}
void Func_serven(int serven_zero){
cout<<"I am zero fucntion!"<<endl;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
Func_serven(NULL);
Func_serven(0);
return a.exec();
}

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运行结果：

结果分析：

对于参数0来讲，它确实是个0，那么调用函数Func_serven(int serven_zero)名正言顺。而对于参数NULL来讲，我们是要它传给第一个函数的才对，但是跟我们想的完全不一样。

那么怎么样做才能达到我们的预期效果呢？很简单，在NULL参数的前面加上强制类型转换就可以了，将其转换成void*：

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
using namespace std;
void Func_serven(void* serven_void){
cout<<"I am void fucntion!"<<endl;
}
void Func_serven(int serven_zero){
cout<<"I am zero fucntion!"<<endl;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
Func_serven((void*) NULL); // 强制类型转换
Func_serven(0);
return a.exec();
}

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运行结果：

这样就OK啦！

所以通过上面的例子，还是觉得使用NULL不太妥当。所以呢C++11标准委员会也考虑到这一点，但是他们又不想抛弃NULL这个宏定义，因为程序员已经对NULL很亲切了，突然之间抛弃它会很舍不得。所以呢在C++11新特性中引入了一个新的关键字nullptr。

nullptr是nullptr_t类型的右值常量，专门用于初始化空类型的指针。而nullptr_t是在C++11新增加的数据类型，跟int类型的功能一样，只是int是整型类型，而nullptr_t是指针空值类型。也就是说呢，nullptr仅仅是该类型的一个实例对象（也就是已经定义好的，可以直接使用）。当然了，我们也可以定义出多个和nullptr完全一样的实例对象，例如：

nullptr_t ser_ptr;
int* serven_1 = ser_str; // 定义一个整型指针，指向空

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nullptr可以被隐式转换成任意的指针类型：

int* serven_3 = nullptr;
char* serven_4 = nullptr;
double* serven_5 = nullptr;

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不同类型的指针变量都可以使用nullptr类初始化，编译器会将nullptr隐式转换成int*、char*、double*指针类型。

此外，nullptr也可以解决上面NULL的数参数调用的问题：

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
using namespace std;
void Func_serven(void* serven_void){
cout<<"I am void fucntion!"<<endl;
}
void Func_serven(int serven_zero){
cout<<"I am zero fucntion!"<<endl;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
Func_serven(nullptr);
nullptr_t ser_ptr; // 你可以定义属于自己的空对象
Func_serven(ser_ptr);
Func_serven(0);
return a.exec();
}

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运行结果：

结果分析：

因为nullptr无法隐式转换为整型，而可以隐式匹配指针类型，因此运行结果和我们预期的一样。另外，可以定义自己的空对象。

但是使用nullptr_t一定要在支持C++11的编译平台上才可以使用。像Visual Studio平台都要2010版本之后才能使用。G++编译器至少要4.6.1才能使用。

总结：一般使用nullptr来编程会使我们的程序更加健壮。

[C.C++] C++11新特性之nullptr

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