C++中的NULL和nullptr

海_纳百川發表於2024-11-26
C++Null

NULL 和 nullptr 都是用於表示空指標的常量，但它們在 C++ 中有一些重要的區別，特別是隨著 C++11 引入了 nullptr 之後，nullptr 成為了更推薦的選擇。以下是兩者的主要區別：

1. 型別

  • NULL：在 C 和 C++ 中，NULL 是一個宏，通常定義為 0（或 (void*)0），它本質上是整數常量。由於它是一個整數常量，編譯器在使用時可能無法區分空指標和零值的整數，因此可能會引起一些型別轉換的問題。

    #define NULL 0
    • NULL 可以隱式轉換為任何指標型別（因為 0 可以被視為空指標）。
    • 由於其是整數常量，有時可能會導致不明確的轉換。

  • nullptr：nullptr 是 C++11 中引入的一個關鍵字，專門用於表示空指標。它是一個型別安全的指標常量，具有明確的指標型別 (std::nullptr_t)，並且不能隱式轉換為整數型別。

    nullptr_t
    • nullptr 具有明確的型別 std::nullptr_t，並且只能用於指標型別。
    • 編譯器能夠識別 nullptr 並明確區分它與其他型別（如整數或列舉）。

2. 型別安全

  • NULL：由於 NULL 是一個宏，它通常等於 0，並且 0 是一個整數常量，所以 NULL 可以隱式轉換為整數型別（這可能導致不明確的型別轉換）。

    int* p = NULL;  // 可以透過隱式轉換
int i = NULL;   // 允許將空指標賦值給整數

  • nullptr：nullptr 是型別安全的，它只能與指標型別匹配，並且不會進行隱式轉換。這消除了由於將 NULL 用於整數型別而引起的潛在問題。

    int* p = nullptr;  // 正確
int i = nullptr;   // 錯誤：不能將 nullptr 賦值給整數型別

    這樣，nullptr 提供了更強的型別檢查和防止誤用。

3. 用於函式過載

由於 nullptr 具有明確的型別（std::nullptr_t），它可以幫助解決函式過載時的歧義問題，而 NULL 由於被定義為 0，可能導致不同型別過載之間的衝突。

例如，如果你有兩個過載函式，一個接受指標，另一個接受整數型別，使用 NULL 可能會導致二義性：

void func(int) {
    std::cout << "Integer version\n";
}

void func(char*) {
    std::cout << "Pointer version\n";
}

int main() {
    func(NULL);  // 可能引起二義性：NULL 被視為 0，既可以是 int 型別也可以是指標型別
}

使用 nullptr 可以消除這種二義性，因為它明確表示為空指標：

int main() {
    func(nullptr);  // 明確呼叫指標版本
}

4. 容易出錯的情況

  • NULL：如果在某些情況下將 NULL 用作整數或其他型別時，可能會導致邏輯錯誤或難以發現的 bug。

    if (some_pointer == NULL) {  // 檢查空指標時沒有問題
    // do something
}

if (some_pointer == 0) {    // 0 和 NULL 相同，但 0 可能被錯誤地用作整數
    // do something
}

  • nullptr：nullptr 不能與整數或其他型別隱式轉換，因此不容易出錯。

    if (some_pointer == nullptr) {  // 更安全，更明確
    // do something
}

總結

特性NULLnullptr
型別 宏，通常等於 0（整數常量） 關鍵字，型別為 std::nullptr_t
型別安全 不安全，可能會隱式轉換為整數型別 型別安全，不能隱式轉換
使用範圍 可用於指標和整數型別 僅用於指標型別
函式過載 可能導致過載歧義 消除過載歧義
C++標準 在 C 和 C++ 中都可以使用 從 C++11 引入

推薦使用 nullptr

  • 在 C++ 中，推薦使用 nullptr 代替 NULL，因為它更型別安全，避免了由於隱式轉換引起的潛在問題，並且更清晰地表達了程式碼意圖。

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