用 nullptr 表达空指针

先区分值、类型与表示

C++11 引入的 nullptr 是一个纯右值，类型为 std::nullptr_t；这个类型本身既不是指针类型，也不是成员指针类型。它可以转换成各种指针类型的空值，包括对象指针、函数指针和成员指针。需要显式写出类型名时包含 <cstddef>。

空指针表示不指向对象或函数的特殊状态，而不是承诺机器上的每个比特都为零。因此初始化应写 int* p = nullptr，不能把清零内存当成可移植的指针初始化方式。判断空值用比较或条件判断，不应依赖地址打印格式。

为什么重载和模板更需要它

假设同时存在 choose(int) 与 choose(int*)，传入字面量 0 会优先匹配整数重载，传入 nullptr 则选择指针重载。传统 NULL 的具体定义由实现决定，不能作为可靠的重载意图标记。现代代码中用 nullptr 表示空指针，用 0 表示数值零。

模板按值接收再转交参数时，整数零会被推导为整数；函数内部那个普通整数变量不是空指针常量。nullptr 被推导为 std::nullptr_t 后仍可转换为空指针。这不是模板的特殊魔法，而是独立类型保留下来的转换能力。

空值检查不是所有权检查

例子先断言两个重载的选择，再将 nullptr 经模板传给只接受指针的函数，最后给指针绑定一个仍存活的局部对象。所有解引用都发生在已知对象有效的范围内，因此不需要用危险代码演示错误。

接口允许缺省对象时，指针与 nullptr 能清楚表达可选借用；接口必须拿到对象时，引用往往更直接。但非空指针也可能悬空，if (p) 只检查空值，不证明对象存活。资源所有权应交给 RAII 或智能指针，不能靠调用前补一个空判断来修复。

最低标准 C++11 · 完整程序 · 下载 .cpp

#include <cassert>
#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <type_traits>

int choose(int) { return 1; }
int choose(int*) { return 2; }
bool is_empty(int* p) { return p == nullptr; }
template<class T>
bool relay(T value) { return is_empty(value); }

int main() {
    static_assert(std::is_same<decltype(nullptr), std::nullptr_t>::value, "null type");
    assert(choose(0) == 1);
    assert(choose(nullptr) == 2);
    assert(relay(nullptr));
    int n = 7;
    int* p = nullptr;
    assert(!p);
    p = &n;
    assert(*p == 7);
    std::cout << choose(nullptr) << ' ' << *p << '\n';
}

在本地编译

g++ -std=c++11 -Wall -Wextra -Wpedantic -pthread modern-nullptr.cpp -o example && ./example

预期结果

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CHECK YOUR UNDERSTANDING

合上答案，试着解释。

给 choose 增加 choose(double*) 后，如何仍明确调用 int* 重载？为什么不能直接继续传 nullptr？

继续查证

• C++ 标准草案 [lex.nullptr]：指针字面量

标准草案链接会随工作草案更新；本文版本标记对应示例最低要求，不表示草案中的所有新规则都适用于旧标准。