c++11 指针空值

1. 引入nullptr的必要性：

典型的指针初始化是将其指向一个空的位置。比如：

int* my_ptr = 0;

int* my_ptr = NULL;

一般情况下，NULL是一个宏定义。

#undef NULL
#if defined(__cplusplus)
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void*)0)
#endif

NULL可能被定义为字面常量0，或定义为无类型指针（void*）常量。

一下代码显示了使用NULL引起的意外的行为：

#include <stdio.h>

void f(char* c) {
  printf("invoke f(char*)\n");
}

void f(int i) {
  printf("invoke f(int)\n");
}

int main() {
  f();
  f(NULL);
  f((char*));

  return ;
}

输出为：

invoke f(int)

invoke f(int)    // NULL定义0造成的，字面常量0的类型既可以是一个整形，也可以是一个无类型指针（void*）

invoke f(char*)

2.nullptr定义：

typedef decltype(nullptr) nullptr_t;

关于nullptr的常见规则：

（1）所有定义nullptr_t类型的数据都是等价的，行为也是完全一致。

（2）nullptr_t类型数据可以隐式转换成任意一个指针类型。

（3）nullptr_t类型数据不能转换为非指针类型，即使使用reinterpret_cast<nullptr_t>()对的方式也不可以。

（4）nullptr_t类型数据不适用于算术运算表达式

（5）nullptr_t类型数据可以用于关系运算表达式，但仅能与nullptr_t类型数据或者指针类型数据进行比较。

#include <iostream>
#include <typeinfo>
using namespace std;

int main() {
  char* cp = nullptr;

  // 不可以转换为整型
  // int n1 = nullptr;
  // int n2 = reinterpret_cast<int>(nullptr);

  //nullptr 与 nullptr_t 类型可以作比较
  nullptr_t nptr;
  if (nptr == nullptr) {
    cout << "nullptr_t nptr == nullptr" << endl;
  } else {
    cout << "nullptr_t nptr != nullptr" << endl;
  }

  if (nptr < nullptr) {
    cout << "nullptr_t nptr < nullptr" << endl;
  } else {
    cout << "nullptr_t nptr !< nullptr" << endl;
  }
//不可以进行算术运算
  // nullptr += 1;
  // nullptr * 5

  //以下可以正常运行
  sizeof(nullptr);
  typeid(nullptr);
  throw(nullptr);

  return ;

}

3. 规则讨论

c++11标准中，nullptr类型数据所占用的内存空间大小跟void*相同。

sizeof(nullptr_t) == sizeof(void*)

nullptr是一个编译时期的常量，其名字是一个编译时期的关键字，能够为编译器所识别。