C++11—引入nullprt

1. 引入nullptr的原因

引入nullptr的原因，這個要從NULL說起。對於C和C++程序員來說，一定不會對NULL感到陌生。但是C和C++中的NULL卻不等價。NULL表示指針不指向任何對象，但是問題在於，NULL不是關鍵字，而只是一個宏定義(macro)。

1.1 NULL在C中的定義

在C中，習慣將NULL定義爲void*指針值0：

#define NULL (void*)0

但同時，也允許將NULL定義爲整常數0

1.2 NULL在C++中的定義

在C++中，NULL卻被明確定義爲整常數0：

// lmcons.h中定義NULL的源碼
#ifndef NULL
#ifdef __cplusplus
#define NULL    0
#else
#define NULL    ((void *)0)
#endif
#endif

1.3爲什麼C++在NULL上選擇不完全兼容C？

根本原因和C++的重載函數有關。C++通過搜索匹配參數的機制，試圖找到最佳匹配（best-match）的函數，而如果繼續支持void*的隱式類型轉換，則會帶來語義二義性（syntax ambiguous）的問題。

// 考慮下面兩個重載函數
void foo(int i);
void foo(char* p)

foo(NULL); // which is called?

2. nullptr的應用場景

2.1 編譯器

如果我們的編譯器是支持nullptr的話，那麼我們應該直接使用nullptr來替代NULL的宏定義。正常使用過程中他們是完全等價的。
對於編譯器，Visual Studio 2010已經開始支持C++0x中的大部分特性，自然包括nullptr。而VS2010之前的版本，都不支持此關鍵字。
Codeblocks10.5附帶的G++ 4.4.1不支持nullptr，升級爲4.6.1後可支持nullptr（需開啓-std=c++0x編譯選項）

2.2 使用方法

0（NULL）和nullptr可以交換使用，如下示例：

int* p1 = 0;
int* p2 = nullptr;

if(p1 == 0) {}
if(p2 == 0) {}
if(p1 == nullptr) {}
if(p2 == nullptr) {}
if(p1 == p2) {}
if(p2) {}

不能將nullptr賦值給整形，如下示例：

int n1 = 0;             // ok
int n2 = nullptr;       // error

if(n1 == nullptr) {}    // error
if(n2 == nullptr) {}    // error
if(nullprt) {}          // error
nullptr = 0             // error

上面提到的重載問題，使用nullptr時，將調用char*。

void foo(int)   {cout << "int" << endl;}
void foo(char*) {cout << "pointer" << endl;}

foo(0);       // calls foo(int)
foo(nullptr); // calls foo(char*)

3. 模擬nullptr的實現

某些編譯器不支持c++11的新關鍵字nullptr，我們也可以模擬實現一個nullptr。

const
class nullptr_t_t
{
public:
    template<class T>           operator T*() const {return 0;}
    template<class C, class T>  operator T C::*() const { return 0; }
private:
    void operator& () const;
} nullptr_t = {};
#undef NULL
#define NULL nullptr_t