c++ nullptr詳解

一、nullptr的概念

nullptr是c++11中新增的關鍵字，它表示一個空指針，類似於c語言中的NULL。nullptr可以用於任何類型的指針，而NULL只能被定義為整數0。

在C++11中，任何指針都可以用nullptr來初始化或與nullptr進行比較。

    int* p = nullptr;
    if (p == nullptr) {
        // ...
    }

在編寫代碼時，使用nullptr比使用0或NULL更安全，因為它會對指針類型進行類型檢查，並可以避免一些難以檢測的錯誤。

二、nullptr與函數重載

當我們定義一個函數，其參數可能是指針或引用時，我們可以使用nullptr來消除二義性，避免函數重載失敗。

    void func(int* ptr);
    void func(char* ptr);
    void func(void* ptr);
    int main() {
        func(nullptr);
        return 0;
    }

上述代碼中，如果使用0或NULL作為參數，就會產生二義性，編譯器無法判斷應該調用哪個函數，導致編譯失敗。而使用nullptr可以消除二義性，編譯器可以明確地識別出需要調用的函數。

三、nullptr與模板

nullptr也可以與模板一起使用。在模板編程中，我們通常需要使用一個非空指針作為默認類型參數，但這可能會導致一些奇怪的行為。

    template <typename T = int*>
    class Test {};
    int main() {
        Test t;     // 報錯
        Test<nullptr_t> t1;  // 通過編譯
        return 0;
    }

在上述代碼中，我們定義了一個使用非空指針作為默認類型參數的模板類Test。但是，如果我們嘗試使用Test<>，編譯會失敗，因為模板參數需要為非空指針。因此，我們可以使用nullptr_t類型來指定模板參數，這樣就可以通過編譯了。

四、nullptr與強制類型轉換

在進行強制類型轉換時，nullptr還是很有用的。在以前的版本中，我們通常使用0或NULL來表示要轉換的指針類型，但在c++11中，我們可以使用nullptr來進行類型轉換。

    int* p = static_cast<int*>(nullptr);

對nullptr進行強制類型轉換不會引起任何運行時錯誤，因為它只是一個指向空地址的指針，沒有實際值。

五、nullptr與常量表達式

nullptr也可以在常量表達式中使用，如下所示：

    constexpr int* null = nullptr;

null是一個指向nullptr的常量表達式指針，可以在編譯時求值。

六、nullptr與智能指針

在使用智能指針時，我們可以使用nullptr來表示它不指向任何對象。智能指針是一種可以自動管理內存的指針，可以避免內存泄漏或重複釋放的問題。

    std::shared_ptr<int> p(nullptr);
    if (!p) {
        // 智能指針為空
    }

在上述代碼中，我們使用nullptr來初始化一個shared_ptr，表示它不指向任何對象。在判斷智能指針是否為空時，也可以使用!p或p==nullptr。

七、總結

c++11中新增的nullptr是一種指向空地址的指針，可以用於初始化或比較任何類型的指針。nullptr也可以用於消除函數重載的二義性，與模板一起使用，進行強制類型轉換，作為常量表達式，以及與智能指針一起使用，使c++程序更加安全和簡潔。