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C++从入门到精通——nullptr

时间:2024-04-05 08:45:29 来源:网络cs 作者:纳雷武 栏目:平台政策 阅读:

标签: 精通  入门 
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nullptr

前言一、指针空值NULL二、指针空值nullptr(C++11)C++98中的指针空值 三、NULL与nullptr的区别总结


前言

nullptr是C++11引入的一个新特性,用于表示空指针。它提供了一种类型安全的方式来区分空指针和非空指针,避免了传统空指针(如NULL0)可能导致的类型不匹配问题。使用nullptr可以提高代码的可读性和安全性。同时,nullptr还可以与C++的智能指针(如std::unique_ptrstd::shared_ptr等)一起使用,更好地管理动态分配的内存。


一、指针空值NULL

指针空值NULL是一种特殊的指针值,表示指针不指向任何有效的内存地址。在C和C++中,可以使用NULL宏定义表示空指针。当使用NULL赋值给一个指针时,表示该指针不指向任何内存地址。

使用空指针可以用于以下情况:

初始化指针变量,避免野指针的问题。在条件判断中判断指针是否为空。作为函数的返回值,表示函数执行失败或者没有有效的返回值。

需要注意的是,访问空指针会导致程序崩溃或者产生未定义的行为,因此在使用指针之前,应该先判断指针是否为空。可以使用条件语句或者断言来判断指针是否为空。

二、指针空值nullptr(C++11)

指针空值nullptr是C++11引入的一种特殊的空指针常量。在以前的C++标准中,常用的空指针常量是NULL,它通常被定义为整数0或者(void*)0。然而,这样的定义可能会引起一些类型转换的问题,因为整数0可能会被隐式地转换为其他类型的指针,从而导致一些意想不到的错误。

为了解决这个问题,C++11引入了新的空指针常量nullptrnullptr是一个特殊的关键字,它的类型是std::nullptr_t,表示一个空指针常量。使用nullptr定义空指针可以避免类型转换的问题,因为nullptr只能被隐式地转换为指针类型,而不能被转换为整数类型。

C++98中的指针空值

在良好的C/C++编程习惯中,声明一个变量时最好给该变量一个合适的初始值,否则可能会出现不可预料的错误,比如未初始化的指针。如果一个指针没有合法的指向,我们基本都是按照如下方式对其进行初始化:

void TestPtr(){ int* p1 = NULL;int* p2 = 0;  // ……}

NULL实际是一个宏,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

可以看到,NULL可能被定义为字面常量0,或者被定义为无类型指针(void*)的常量。不论采取何种定义,在使用空值的指针时,都不可避免的会遇到一些麻烦,比如:

void f(int){ cout<<"f(int)"<<endl;}void f(int*){ cout<<"f(int*)"<<endl;}int main(){ f(0); f(NULL); f((int*)NULL); return 0;}

程序本意是想通过f(NULL)调用指针版本的f(int*)函数,但是由于NULL被定义成0,因此与程序的初衷相悖。

在C++98中,字面常量0既可以是一个整形数字,也可以是无类型的指针(void*)常量,但是编译器默认情况下将其看成是一个整形常量,如果要将其按照指针方式来使用,必须对其进行强转(void *)0。
注意:

在使用nullptr表示指针空值时,不需要包含头文件,因为nullptr是C++11作为新关键字引入的。

在C++11中,sizeof(nullptr)sizeof((void*)0)所占的字节数相同。

为了提高代码的健壮性,在后续表示指针空值时建议最好使用nullptr


三、NULL与nullptr的区别

NULLnullptr都是表示空指针的关键字,但是在C++11之后,推荐使用nullptr来表示空指针。

区别如下:

类型安全性:NULL实际上是一个宏定义,被定义为0或者((void*)0),因此可以隐式地转换为任何指针类型。而nullptr是一个关键字,且严格遵循类型安全规则,只能转换为指针类型。

重载:nullptr可以进行函数重载,而NULL不可以。由于NULL是一个宏定义,而宏展开是在编译阶段进行的,因此无法对NULL进行重载。

可读性:nullptr更加明确地表示空指针的含义,更易于阅读和理解。而NULL可能会引起歧义,不容易分辨其具体的含义。

综上所述,推荐在C++11及以上版本中使用nullptr来表示空指针。

总结

使用nullptr定义空指针可以提高代码的可读性和安全性,因为它明确表明了指针的空值,避免了可能导致错误的类型转换。

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