文章目录

1. 什么是 NULL？2. NULL 在 C 和 C++ 中的区别3. C++11 引入 nullptr 的原因4. nullptr 与 NULL 的区别5. nullptr 的应用场景6. 模拟 nullptr 的实现7. 总结结语

1. 什么是 NULL？

在 C 和 C++ 编程中，<code>NULL 常用于表示空指针，但它本质上是一个宏定义。

在C语言中，NULL 通常被定义为 (void *)0，也就是一个指向空的 void 指针。但在 C++ 中，NULL 常常被定义为整数常量 0。

在传统的C头文件（stddef.h）中，可以看到如下代码：

#ifndef NULL

#ifdef __cplusplus

#define NULL 0

#else

#define NULL ((void *)0)

#endif

#endif

由于在 C++ 中，void* 不能隐式转换为其他类型的指针，因此将 NULL 定义为 0。这导致在函数重载时可能会出现二义性问题。

2. NULL 在 C 和 C++ 中的区别

在 C 语言中，NULL 定义为 (void *)0，它可以隐式转换为任何类型的指针。这使得以下代码在 C 中可以正常编译和运行：

int *pi = NULL;

char *pc = NULL;

然而，在 C++ 中，由于更严格的类型检查，void* 不能隐式转换为其他指针类型。因此，C++ 中的 NULL 通常被定义为整数常量 0。这导致了以下代码在 C++ 中的编译错误：

int *pi = (void*)0; // OK in C, error in C++

报错如下：

除此之外，<code>NULL 在函数重载时也会导致意外行为。例如，考虑以下代码：

#include<iostream>

using namespace std;

void f(int x)

{ -- -->

cout << "f(int x)" << endl;

}

void f(int* ptr)

{

cout << "f(int* ptr)" << endl;

}

int main()

{

f(0);

f(NULL);

} // 这会调用哪个版本的 f()？

运行结果如下：

由于 <code>NULL 被定义为 0，这里会调用 int 参数的版本，而不是我们期望的指针版本，所以最后两个结果都是选择int 参数的版本。

3. C++11 引入 nullptr 的原因

为了消除 NULL 在 C++ 中的二义性问题，C++11 引入了 nullptr 作为一种新型空指针常量。nullptr 是一个关键字，代表一种特殊类型，使用nullptr定义空指针可以避免类型转换的问题，因为它只能转换为任意指针类型，但不能转换为整数类型。

例如，以下代码可以正确运行并调用我们期望的函数版本：

#include<iostream>

using namespace std;

void f(int x) { -- -->

cout << "foo(int x)" << endl;

}

void f(int* ptr) {

cout << "foo(int* ptr)" << endl;

}

int main() {

f(nullptr); // 调用 f(int* ptr)

return 0;

}

nullptr 的引入解决了函数重载中的二义性问题，确保空指针总是正确地匹配到指针类型的重载函数。

4. nullptr 与 NULL 的区别

虽然 NULL 仍然可以在 C++ 中使用，但它在特定场景下会引发错误或误解。相比之下，nullptr 是一种更加安全且明确的选择：

在C++中NULL 通常是整数 0，会引发二义性问题。nullptr 是一个指针常量，可以隐式转换为任意指针类型，不会引发二义性问题。

例如：

void func(int x) {

cout << "func(int)" << endl;

}

void func(char* p) {

cout << "func(char*)" << endl;

}

int main() {

func(0); // 调用 func(int)

func(nullptr); // 调用 func(char*)

return 0;

}

5. nullptr 的应用场景

在 C++11 及更高版本中，推荐使用 nullptr 代替 NULL 来表示空指针，特别是在函数重载的场景下。例如：

int* p1 = nullptr;

if (p1 == nullptr) {

cout << "p1 是空指针" << endl;

}

需要注意的是，nullptr 不能赋值给整数类型，因此以下代码会导致编译错误：

int n = nullptr; // 编译错误

报错如下：

6. 模拟 nullptr 的实现

对于不支持 C++11 的编译器，我们可以自己模拟实现 <code>nullptr。以下是一个简单的实现：

const class nullptr_t { -- -->

public:

template<class T>

operator T*() const { return 0; }

template<class C, class T>

operator T C::*() const { return 0; }

private:

void operator&() const;

} nullptr = { };

7. 总结

NULL 是一个历史遗留的宏定义，虽然在 C++ 中仍然可以使用，但它会在特定场景下引发意外的行为和错误。为了消除这些问题，C++11 引入了 nullptr，作为一种类型安全的空指针表示。

在现代 C++ 编程中，强烈推荐使用 nullptr 代替 NULL，确保代码在空指针处理上更加明确和安全。

结语

通过本文，读者应当已经掌握了 nullptr 的基本概念、与 NULL 的区别以及如何在实际编程中应用它。如果你还在用 NULL，是时候拥抱 nullptr，让你的代码更加健壮吧！

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