NULL在C/C++中的標(biāo)準(zhǔn)定義

NULL的標(biāo)準(zhǔn)定義

#if !defined(NULL) && defined(__NEEDS_NULL)
#ifdef _cplusplus      
#define NULL 0         // 這里對(duì)應(yīng)C++的情況
#else
#define NULL (void *)0 // 這里對(duì)應(yīng)C語(yǔ)言的情況
#endif

編譯器預(yù)先定義了一個(gè)宏_cplusplus，來(lái)判斷當(dāng)前的編譯環(huán)境是C++的還是C語(yǔ)言的，在C++定義為0，在C語(yǔ)言中定義為(void *)0。

在C/C++中的區(qū)別

在C語(yǔ)言中，C中的“標(biāo)準(zhǔn)”寫(xiě)法，NULL被替換為一個(gè)void* 類型的指針右值，值等于0；由于是void* 類型，可以隱式轉(zhuǎn)化為其它類型的指針。

在C++中，void* 無(wú)法自由隱式轉(zhuǎn)換為其它類型的指針，而字面量0可以隱式轉(zhuǎn)換為指針類型。

NULL 的本質(zhì)是什么

我們從指針，空指針，空指針常量以及指向的內(nèi)存說(shuō)起

從指針角度來(lái)看

我們看以下定義，p是一個(gè)函數(shù)內(nèi)的局部變量，則p的值是隨機(jī)的，也就是說(shuō)p是一個(gè)野指針。

int func()
{
  int *p; 
  ...
}

再看以下函數(shù)，p是一個(gè)局部變量，分配在棧上的地址，p的值是(void *)0，實(shí)際就是0x00000000，意思就是指針p指向內(nèi)存的0x00000000地址處。這時(shí)候p就不是野指針了。

int func()
{
  int *p = NULL; 
  ...
}

什么是空指針（null pointer）?

如果將空指針常量轉(zhuǎn)換為指針類型，則保證生成的指針（稱為空指針）將不相等的值與指向任何對(duì)象或函數(shù)的指針進(jìn)行比較。

定義char *p=0后，在之后p的任何一種賦值操作之后，p 都成為一個(gè)空指針，即p不指向任何實(shí)際的對(duì)象或者函數(shù)。反過(guò)來(lái)說(shuō)，任何對(duì)象或者函數(shù)的地址都不可能是空指針。

什么是空指針常量（null pointer constant）?

值為0的整數(shù)常量表達(dá)式，或強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為void *類型的表達(dá)式，稱為空指針常量

空指針（null pointer）指向了哪里的內(nèi)存

這里標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有定義，取決于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。我們常見(jiàn)的空指針一般指向0x00000000地址，即空指針的內(nèi)部用全0x00000000來(lái)表示，也有一些系統(tǒng)用一些特殊的地址值或者特殊的方式表示空指針。

在我們實(shí)際寫(xiě)代碼時(shí)，關(guān)鍵點(diǎn)在于判斷哪個(gè)是空指針。

NULL 有什么作用

在大部分的CPU中，內(nèi)存的0x00000000地址處都不是可以隨便訪問(wèn)的，所以野指針指向了這個(gè)區(qū)域可以保證野指針有個(gè)安家之所，否則會(huì)發(fā)生段錯(cuò)誤。

當(dāng)你嘗試訪問(wèn)的時(shí)候會(huì)阻止你，但是有些地址不是只讀的，如果一個(gè)指針指向了這個(gè)地址，你又在不經(jīng)意間修改了它，可能會(huì)導(dǎo)致一些重要的文件被修改，所以指針初始化成NULL是有必要的。

注意不要混用'\0' 和 '0' 和 0  和 NULL

• '\0'是一個(gè)轉(zhuǎn)義字符，他對(duì)應(yīng)的ASCII編碼值是0，本質(zhì)就是0；常用于表示字符串的結(jié)尾標(biāo)志，以判斷字符串有沒(méi)有到頭。
• '0'是一個(gè)字符，他對(duì)應(yīng)的ASCII編碼值是48，本質(zhì)是48。
• 0是一個(gè)int類型的數(shù)字，本質(zhì)就是0。
• NULL是一個(gè)表達(dá)式，是強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換為 void *類型的0，一般用來(lái)比較指針是否是一個(gè)野指針。

NULL是不是0呢

NULL 就是0？

我們先來(lái)看以下代碼：

//https://tool.lu/coderunner/
#include<stdio.h>
int main()
{    
  int *p=NULL;    
  printf("%s",p); 
}

結(jié)果如下：

輸出(null) ,在執(zhí)行int *p=NULL,打印出來(lái)空白，實(shí)際上p的值為0x00000000，在C語(yǔ)言中，NULL的本質(zhì)是0，但是這個(gè)0不是當(dāng)一個(gè)整形數(shù)據(jù)來(lái)解析，而是當(dāng)一個(gè)內(nèi)存地址來(lái)解析的，代表的是內(nèi)存的0地址。

(void *)0這個(gè)整體表達(dá)式表示一個(gè)指針，地址在哪里取決于指針變量本身，這個(gè)指針變量指向0地址（實(shí)際是0地址開(kāi)始的一段內(nèi)存）。

NULL 不是0？

如果一個(gè)指針被賦予NULL，相當(dāng)于這個(gè)指針執(zhí)行了0x00000000這個(gè)邏輯地址，但是在C語(yǔ)言中0x0000這個(gè)邏輯地址用戶是不能使用的，所以當(dāng)你試圖取一個(gè)指向了NULL的指針的內(nèi)容時(shí)，就會(huì)提示段錯(cuò)誤，測(cè)試一下代碼如下：

//https://tool.lu/coderunner/
//來(lái)源：技術(shù)讓夢(mèng)想更偉大
//作者：李肖遙
#include<stdio.h>
int main()
{    
 
 int *node = NULL;
 int p = 0;
 p = *node;
 printf("%d\n",p);
 
 return 0;
}

編譯結(jié)果如下：

由于指針node執(zhí)行的是NULL，也就是邏輯地址0x00000000，而這個(gè)地址不能訪問(wèn)，所以編譯器提示段錯(cuò)誤。

那么看到這里你覺(jué)得NULL還是0嗎？根據(jù)宏定義我們知道：(void *)0表示把數(shù)值0強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為void *類型，所以最后運(yùn)行結(jié)果為0。

變量在定義時(shí)，系統(tǒng)會(huì)給他分配內(nèi)存空間，指針變量也是一樣，如果指針沒(méi)有指向的話，那么地址就是隨機(jī)值，如果不小心用的話就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，從而使程序退出。

NULL 使指針p指向地址0x00000000，在大多數(shù)系統(tǒng)中都將0x00000000作為不被使用的地址，所以運(yùn)用p也不會(huì)毀壞數(shù)據(jù)。

但也有系統(tǒng)會(huì)使用地址0x00000000，而將 NULL 定義為其他值，所以不要把 NULL 和 0 等同起來(lái)。

我們使用值傳遞的方式來(lái)看，在網(wǎng)上有一個(gè)面試題，這里我參考一下代碼，能夠幫助大家更好的理解，其代碼如下：

//https://tool.lu/coderunner/
//來(lái)源：技術(shù)讓夢(mèng)想更偉大
//作者：李肖遙
#include <stdio.h>

void vPassByFun(int *node)
{
    static int N = 1024;
    node = &N;
}

int main()
{
 
    int *node = NULL;
    int p = 0;
    vPassByFun(node);
    p = *node;
 
    printf("%d\n",p);
    
    return 0;
}

輸出結(jié)果如下：

vPassByFun函數(shù)是值傳遞，node指針變量的值并不受影響，所以這個(gè)程序的效果和上一個(gè)程序運(yùn)行結(jié)果都是段錯(cuò)誤。

如果要讓結(jié)果為1024，應(yīng)該怎樣寫(xiě)代碼呢？我們來(lái)這樣寫(xiě)代碼：

//https://tool.lu/coderunner/
//來(lái)源：技術(shù)讓夢(mèng)想更偉大
//作者：李肖遙
#include <stdio.h>

void vPassByFun(int ** node)
{
    static int N = 1024;
    *node=&N;
}

int main()
{
 
    int *node = NULL;
    int p = 0;

    vPassByFun(&node);
    p = *node;

    printf("%d\n",p);
 
    return 0;

}

運(yùn)行結(jié)果如下：

傳遞一個(gè)二級(jí)指針也就是傳遞node指針變量的指針給vPassByFun函數(shù)，這樣的話結(jié)果就對(duì)了。

最后

編碼過(guò)程中，我們需要對(duì)自己的指針負(fù)責(zé)，往往導(dǎo)致bug出現(xiàn)或者找不到問(wèn)題所在地的就是這種細(xì)節(jié)。最后，原創(chuàng)不易，希望能夠改正文章的錯(cuò)誤，多提意見(jiàn)留言，謝謝。