【C++】特殊字符“\0”，以及NULL相关

我们都知道，’\0’是字符串的结束标记。因此，执行这段代码：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
    cout<<"ab\0cd";
}

输出结果：ab

这是因为，cout默认判断字符串到结束符号\0，认为字符串结束了，因此就停止。

事实上，\0是一个非打印字符，也就是不能被打印出来的字符。如果直接尝试使用cout或者putchar输出\0，什么也不会发生。ascii码为0-31之间的字符都是非打印字符。

下面内容引用自《征服C指针》，是NULL相关内容。注意0对应的字符不是NULL，NULL表示空指针，不是字符。

（NULL是来自stdio的一个宏定义，一般是这样：#define NULL ((void*)0) ）

补充NULL、0 和'\0'

经常有一种错误的程序写法：使用NULL来结束字符串。

/*通常，C 的字符串使用''结尾，可是因为strncpy()函数在 src 的长度大于len的情况下没有使用'\0'来结束，所以一板一眼地写了一个整理成C 的字符串形式的函数（企图）/

void my_strncpy(char dest, char src, int len) {

strncpy(dest, src, len);

dest[len] = NULL; ←使用NULL 来结束字符串！！

}

上面的代码，尽管在某些运行环境下能跑起来，但无论怎样它就是错误的。因为字符串是使用“空字符”来结束的，而不是用空指针来结束。

在 C 语言标准中，空字符的定义为“所有的位为 0 的字节称为空字符（nullcharacter）”（5.2.1）。也就是说，空字符是值为 0 的字符。空字符在表现上通常使用'\0'。因为'\0'是常量，所以实际上它等同于 0。也许有些吓到你了，'\0'呀'a'呀什么的，它们的数据类型其实并不是char，而是int*。

* 如果是C++，就不是这个结论了。

另外，在我的环境中，NULL在 stdio.h 里的定义如下：

#define NULL 0看到这个，你可能会说：“说来说去，那还不都是 0 嘛。”确实在大部分的情况下是这样的，但背后的事情却异常复杂。正如前面说的那样，写成'\0'和写成常量的0其实是一样的。使用'\0'只不过是习惯使然。如果想让代码容易读，遵从习惯是非常重要的。

将0当作空指针来使用，除了极其例外的情况，通常是不会发生错误的。但是，如果在字符串的最后使用NULL，就必然会发生错误。标准允许将NULL定义成(void*)0，所以在NULL被定义成(void*)的时候，如果使用NULL来结束字符串，编译器必然会提示警告。

看到刚才的关于NULL的定义，可能有人会产生下面的推测：啥呀？所谓空指针，不就是为 0 的地址嘛。在 C 中，为 0 的地址上应该是不能保存有效数据的吧？放什么都起不到任何作用，这没什么大不了的。这种推测好像颇有道理，但也是有问题的。确实在大多数的环境中，空指针就是为 0 的地址。但是，由于硬件状况等原因，世上也存在值不为 0 的空指针。偶尔会有人在获得一个结构体之后，先使用memset()将它的内存区域清零然后再使用。

此外，虽然 C 语言提供了动态内存分配函数malloc()和calloc()，但是抱着“清零后比较好”的观点，偏爱 calloc()的人倒有很多。这样也许可以避免一些难以再现的bug。使用memset()和calloc()将内存区域清零，其实就是单纯地使用 0 来填充位。通过这种处理，当结构体的成员中包含指针的时候，这个指针能不能作为空指针来使用，最终是由运行环境来决定的。顺便说一下，对于浮点数，即使它的位模式为 0，值也不一定为 0*。

* 整数类型还好，但是我还是感觉依赖环境编出来的代码是不干净的。

说到这里，哦，原来这样啊，所以要使用宏定义的NULL呢。对于空指针的值不为 0 的运行环境，NULL的值应该被#define成别的值吧。可能会有人产生以上的想法。实际上，这种想法也是有偏差的，这涉及问题的内部根源。

比如，尝试编译下面的代码：int *p = 3;在我的环境里，会出现以下警告：warning: initialization makes pointer from integer without a cast因为 3 无论怎么说都是int型，指针和int型是不一样的，所以编译器会提示警告。尽管在我的环境里指针和int的长度都是 4 个字节，但还是出现了警告。如今的编译器，几乎都是这样的。继续，让我们尝试编译下面的代码：int *p = 0;这一次没有警告。

如果说将int型的值赋予指针就会得到一个警告，那么为什么值为 3 的时候出现警告，值为 0 的时候却没有警告呢？简直匪夷所思！这是因为在 C 语言中，“当常量 0 处于应该作为指针使用的上下文中时，它就作为空指针使用”。上面的例子中，因为接受赋值的对象为指针，编译器根据上下文判断出“0应该作为指针使用”，所以将常数 0 作为空指针来读取。无论如何，编译器都会针对性地对待“需要将 0 作为指针进行处理的上下文”，所以即便是空指针的值不为 0 的情况下，使用常量 0 来代替空指针也是合法的。

此外，如上所述，有的环境中像下面这样定义NULL：#define NULL ((void*)0)

ANSI C 中，根据“应该将 0 作为指针进行处理的上下文”的原则，将常量 0 作为指针来处理。因此，显式将 0 强制转型成void*是没有意义的。但是在某些情况下，编译器也可能会理解不了“应该将 0 作为指针进行处理的上下文”。这些情况是：

没有原型声明的函数的参数

可变长参数函数中的可变部分的参数

ANSI C 中，因为引入了原型声明，只有在你确实做了原型声明的情况下，编译器才能知道你“想要传递指针”。可是，对于以printf()为代表的可变长参数函数，其可变部分的参数的类型编译器是不能理解的。

另外糟糕的是，在可变长参数的函数中，还经常使用常量NULL来表示参数的结束（比如 UNIX 的系统调用execl()函数）。以上情况下，简单地传递常量 0，会降低程序的可移植性。因此，通过使用宏定义NULL来将 0 强制转型成void*，可以显式地告之编译器当前的0 为指针*。

* 关于这个话题，在 C 语言 FAQ（http://www.catnet.ne.jp/kouno/c_faq/c_faq.htm）中，也花费了一章的笔墨进行了讨论。