C++ 11為什麼引入nullptr？

01-06

NULL是一個宏，它的值是0，nullptr書上說是C++11加入的專門用來表示空指針的，但我經過一些嘗試，感覺兩者在初始化指針時的效果沒有區別，那麼為什麼要引入nullptr呢？誠心求教大家。。十分感謝~~

#include & #include & using namespace std; class Object { public: Object(int) { cout &<&< "int"; } Object(int*) { cout &<&< "int*"; } }; int main() { //shared_ptr& pObj1 = make_shared&(0); //這裡就混淆了 auto pObj1 = make_shared&(nullptr); //int* auto pObj2 = make_shared&(0); //int }

因為C++禁用了void*隱式轉換向其他類型指針，所以NULL的宏實際上就是0，這樣會導致在C++11提出的完美轉發語義下，0被模板推斷成int而不是其它的什麼指針。

以及其他人所說的沒法區分到底是int 0還是指針0

http://www.stroustrup.com/C++11FAQ.html#nullptr

我可能對故事比較感興趣。。所以就去這裡查了。關於空指針用nullptr來表示。。他們討論了好久結果。。

總的來說是因為：我們不喜歡不確定的，模糊的東西，計算機更不喜歡。

C++裡面有一個特殊的規則：0既是一個常量整數，又是一個常量空指針

這導致了很多問題，特別是以下兩點：

1&>辨別null和0：舉了3個例子。。

比如重載函數的時候。。

還有就是，比如這個函數：f(char*)，如果你想表達：傳一個空指針做參數，你都必須顯式地寫成f((char*)0)這種醜陋的寫法。。

還有就是，他舉的初始化字元串的例子。。我也是第一次見。。

2&>對空指針命名：

這個還比較喜劇。。他說，程序員經常請求說：給空指針一個名字吧，不要僅僅叫它：hi，小零。。這也是定義了個宏NULL來表示空指針的原因之一，雖然這種做法也不太好。

他們希望空指針有一個type-safe的名字（其實現在我也還沒體會到什麼叫type-safe），這樣的話，他說，不僅可以順帶解決前面說的問題，而且還對檢測錯誤有幫助（這個我沒有經驗。。沒有遇到過）。

這幾段裡面，作者可能假設了讀者了解NULL，所以他沒說一些關於NULL的東西。。關於NULL的話，Bjarne Stroustrup在The C++ programming language Fourth edition的7.2.2 nullptr有這麼一段：

就是說，NULL也不是一個確定的東西，NULL 是 implementation defined，可能是0也可能是0L，C語言裡面，一般NULL 是 (void*)0，但也沒說不可能是0。

然後接下來他們就提出解決方案了：為了避免這些問題，0就是0，就是一個整數，而不是其它啥東西，所以，我們需要一個不同的名字來表示空指針。

這裡我的想法是：如果NULL定義為0，然後呢，你確實可以寫int* p=NULL;但是這實際上就是把0當成空指針了，但是我們只想0表示整數；要麼，NULL定義為(void*)0，雖然這樣在C語言裡面可以，但是就像他上面舉的例子：

C++中，這樣很合邏輯的做法卻是不對的。。

然後把遇到的問題分了下類，其實我覺得主要還是避免有歧義的代碼，比如重載。。然後就是generic programming；C++能更好教，更好學？避免尷尬，困境？。。這些我都沒有經驗，沒有遇到過，還不能理解。。

接下來就是具體的怎麼用nullptr表示空指針了。

具體的細節我看不懂，不過可以看出他們還是想了好多辦法，

比如把nullptr寫成一個類：

然後就是接受(void*)0：

。。然後他說，因為(void*)0寫起來太丑了，我覺得，就是說，你也不可能，要表達空指針的時候，到處都寫個(void*)0，然後你可能還是要用那個宏NULL來命名空指針。(還是那個例子。。int* p=NULL;)

第二條中的unique semantics我也不太清楚，意思好像是說，這樣一來(void*)0就不能是void*類型（這樣的話，想起來也不太合邏輯），然後好像說了C語言類型方面的一個缺點。。

然後這個應該就是最後接受了的提議吧。nullptr成了C++的一個關鍵字。具體怎麼弄的我也就看不懂了。這份文檔是2007年的，想起來還是覺得，看起來是一點點小改變，其實還是不是那麼容易。

他們的心路歷程大概就是這樣吧。。可能讀原文要好一些，我根據自己理解翻譯的。下面是一些我自己的看法：

確實是，我們不喜歡不確定的東西，比如NULL是不確定的，0也是不確定的，但是我們知道計算機只能處理確定的東西，如果有不確定的因素，就有可能出問題。

實際上，說起來似乎也很簡單，關鍵是看我們需要什麼。

我們只是需要一個概念來表達空指針(null pointer)：a pointer that does not point to an object

我們不想藉助0，一個整數來表達這個概念。

也不想藉助void*:a pointer to an object of unknown type

也就是說：

number zero : 0

a pointer to an object of unknown type : void*

a pointer that does not point to an object : nullptr

最後用nullptr來表達這個概念似乎是順水推舟，但正如大家所見，實際上背後有很多努力和思考。

還有就是關於，用了nullptr是不是更好教，更好學C++。。反正讀起那句話時，我感到一絲溫暖。。

NULL會被模板推斷為int，但nullptr就可以完美轉發至T*

nullptr只是一個區分0和NULL區別的東西，但是大多數人don"t give a shit，因為他們判斷空指針全都是if (!ptr)而不是if(ptr != NULL)。

而且你知道類型用static_cast&(NULL)一轉就好了，nullptr只是剩了這麼多位元組而已。

因為重載函數處理 NULL 的時候會出問題

void foo(int); //(1) void foo(void*); //(2)

foo(NULL); // 重載決議選擇 (1)，但調用者希望是 (2)

有趣的是 std::nullptr_t 的定義

typedef decltype(nullptr) nullptr_t; // 通過字面量反過來定義類型

因為C++他爹早就看0這個magic number不爽了，當年沒顧上搞，一直拖到2011年了，再不瘋狂一把C++就沒人用了。

當初c++迷信類型轉換不安全，禁止了void指針轉成其他指針。實際上呢，這種代碼除非你寫完不debug不運行測試拿到手直接過，否則不可能出問題。c語言沒限制，一堆腳本語言構築了龐大的系統，也沒聽說哪個因為類型轉換導致估量的損失。

因此，這個限制唯一的結果就是，#define NULL void*0編譯不過去了。這也就杜絕了c++把NULL和零區分開的可能。

用腳趾頭想也知道，整數轉化成指針比void*轉化指針更加不安全。當然，編譯器也是禁止整數轉成指針的。怎麼辦？給0做特殊處理。沿襲了c的做法。我不知道當初c++創始人那個禿子哪根筋搭錯了選了這種解決方案。

上面有人說了，0是無類型的，可以看作各種類型通用的0值。但這是不對的，0在int里是實實在在的有意義的值，而null之於對象則不是，它是無意義的，否則就會出現人和桌子的交集是null。因此null_ptr的類型也不屬於任何一種對象指針，只是可以直接轉化罷了。經過20年，c++終於把自己造的坑填上，回到「正常」的範圍。

問題的關鍵是c++不知道怎麼正確做void * 到 T *的默認轉換，所以多此一舉的引入了nullptr。

某些情況做下c++編譯器不知道怎麼把(void *)ptr正確映射到某個class ptr上，這個可以理解，但是編譯器完全可以考慮NULL這個特殊情況，NULL的情況下只需要compiler做初始化指令而跳過類型轉換動作. nullptr才是真正醜陋的東西，應該再接著搞個nullref，然後nullrefptr, nullptrref, nullptrptrptrptr....