c++ 11nullptr

浏览数：19 / 时间：2015年06月08日

1. 引入nullptr的原因

引入nullptr的原因，这个要从NULL说起。对于C和C++程序员来说，一定不会对NULL感到陌生。但是C和C++中的NULL却不等价。NULL表示指针不指向任何对象，但是问题在于，NULL不是关键字，而只是一个宏定义(macro)。

1.1 NULL在C中的定义

在C中，习惯将NULL定义为void*指针值0：

[cpp] view plain copy print ?

#define NULL (void*)0

但同时，也允许将NULL定义为整常数0

1.2 NULL在C++中的定义

在C++中，NULL却被明确定义为整常数0：

[cpp] view plain copy print ?

// lmcons.h中定义NULL的源码
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#endif

1.3为什么C++在NULL上选择不完全兼容C？

根本原因和C++的重载函数有关。C++通过搜索匹配参数的机制，试图找到最佳匹配（best-match）的函数，而如果继续支持void*的隐式类型转换，则会带来语义二义性（syntax ambiguous）的问题。

[cpp] view plain copy print ?

// 考虑下面两个重载函数
void foo(int i);
void foo(char* p)
foo(NULL); // which is called?

2. nullptr的应用场景

2.1 编译器

如果我们的编译器是支持nullptr的话，那么我们应该直接使用nullptr来替代NULL的宏定义。正常使用过程中他们是完全等价的。
对于编译器，Visual Studio 2010已经开始支持C++0x中的大部分特性，自然包括nullptr。而VS2010之前的版本，都不支持此关键字。
Codeblocks10.5附带的G++ 4.4.1不支持nullptr，升级为4.6.1后可支持nullptr（需开启-std=c++0x编译选项）

2.2 使用方法

0（NULL）和nullptr可以交换使用，如下示例：

int* p1 = 0;  
int* p2 = nullptr;  
  
if(p1 == 0) {}  
if(p2 == 0) {}  
if(p1 == nullptr) {}  
if(p2 == nullptr) {}  
if(p1 == p2) {}  
if(p2) {}

不能将nullptr赋值给整形，如下示例：

[cpp] view plain copy print ?

int n1 = 0; // ok
int n2 = nullptr; // error
if(n1 == nullptr) {} // error
if(n2 == nullptr) {} // error
if(nullprt) {} // error
nullptr = 0 // error

上面提到的重载问题，使用nullptr时，将调用char*。

[cpp] view plain copy print ?

void foo(int) {cout << "int" << endl;}
void foo(char*) {cout << "pointer" << endl;}
foo(0); // calls foo(int)
foo(nullptr); // calls foo(char*)

3. 模拟nullptr的实现

某些编译器不支持c++11的新关键字nullptr，我们也可以模拟实现一个nullptr。

const
class nullptr_t_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_t = {};
#undef NULL
#define NULL nullptr_t