C++ 中的 nullptr 到底是什么

问题

C++11 中的 nullptr 到底是什么？.

回答

在 C 语言中，我们使用 NULL 表示空指针，它实际上是一个宏，具体被定义为，

/* C 语言程序 */
#define NULL ((void*)0)
#define NULL 0 /* 两者皆可 */

注：因为在C 语言中，是允许 void 指针隐式转换为其它类型指针的，所以 #define NULL ((void*)0) 这样的定义不会有问题。

C++ 语言出现后，为了保持对 C 语言的兼容，保留了 NULL，但对 NULL 的定义变得更为严格，

/* C++ 语言程序 */
#ifdef __cplusplus
    #define NULL 0
#else
    #define NULL ((void*)0)
#endif

NULL 被定义为 0，而不是 ((void*)0)，因为在 C++ 语言中，void 指针是不可以隐式转换为其它类型指针的，必须显示转换，

/* C++ 语言程序 */
#define NULL ((void*)0) /* 如果在 C++ 语言中这么定义的话 */

int* a = NULL; /* 隐式转换，错误 */
int* a = (int*)NULL; /* 显示转换，正确，但很麻烦，所以 NULL 都会被定义为 0 */

在 C++98 之前（包括 C++98），在对 NULL 的使用上，都一直存在一个问题，假设有下面的代码，

/* C++ 语言程序 */
void func(int i);
void func(char* p);

func(NULL); /* 该调用哪个？*/

NULL 其实就是等于 0，对于上面的两个函数，它都是符合的，如此，就会出现语义二义性的错误。

为了解决上述重载函数所带来的问题，C++11 的 nullptr 应运而生。nullptr 实质上是一个常量，实现代码大致如下，

/* C++ 语言程序 */
const /* 常量 */
class
{
public:
    template<class T>
    operator T*() const /* 向任意类型的非成员指针转换 */
    {
        return 0;
    }

    template<class C, class T>
    operator T C::*() const /* 向任意类型的成员指针转换 */
    {
        return 0;
    }

private:
    void operator&() const /* 不可取地址 */
    {
    }
} nullptr = {};

nullptr 只是一个常量，这就意味着我们可以在程序中随意定义一个与其名称相同的标识符，但因为 nullptr 在实际编程中的应用实在太广泛，因此 C++ 编译器一般都会把 nullptr 定为关键字，避免程序员的滥用。

当然，C++11 发布后，并没有因为 nullptr 的出现，而摒弃 NULL，主要是为了兼容旧版程序。

最后，总结一下，

1. 在 C 语言编程中，请使用 NULL。 此时的 NULL，要么是 ((void*)0)，要么是 0，对于 C 语言而言，都无所谓。
2. 在 C++ 语言编程中，请使用 nullptr。 既为了避免以后出现 bug，也为了养成一个良好的编程习惯。

参考文献：

• http://www.stroustrup.com/N1488-nullptr.pdf