c++ nullptr详解

一、nullptr的概念

nullptr是c++11中新增的关键字，它表示一个空指针，类似于c语言中的NULL。nullptr可以用于任何类型的指针，而NULL只能被定义为整数0。

在C++11中，任何指针都可以用nullptr来初始化或与nullptr进行比较。

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

在编写代码时，使用nullptr比使用0或NULL更安全，因为它会对指针类型进行类型检查，并可以避免一些难以检测的错误。

二、nullptr与函数重载

当我们定义一个函数，其参数可能是指针或引用时，我们可以使用nullptr来消除二义性，避免函数重载失败。

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

上述代码中，如果使用0或NULL作为参数，就会产生二义性，编译器无法判断应该调用哪个函数，导致编译失败。而使用nullptr可以消除二义性，编译器可以明确地识别出需要调用的函数。

三、nullptr与模板

nullptr也可以与模板一起使用。在模板编程中，我们通常需要使用一个非空指针作为默认类型参数，但这可能会导致一些奇怪的行为。

    template <typename T = int*>
    class Test {};
    int main() {
        Test<> t;     // 报错
        Test<nullptr_t> t1;  // 通过编译
        return 0;
    }

在上述代码中，我们定义了一个使用非空指针作为默认类型参数的模板类Test。但是，如果我们尝试使用Test<>，编译会失败，因为模板参数需要为非空指针。因此，我们可以使用nullptr_t类型来指定模板参数，这样就可以通过编译了。

四、nullptr与强制类型转换

在进行强制类型转换时，nullptr还是很有用的。在以前的版本中，我们通常使用0或NULL来表示要转换的指针类型，但在c++11中，我们可以使用nullptr来进行类型转换。

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

对nullptr进行强制类型转换不会引起任何运行时错误，因为它只是一个指向空地址的指针，没有实际值。

五、nullptr与常量表达式

nullptr也可以在常量表达式中使用，如下所示：

    constexpr int* null = nullptr;

null是一个指向nullptr的常量表达式指针，可以在编译时求值。

六、nullptr与智能指针

在使用智能指针时，我们可以使用nullptr来表示它不指向任何对象。智能指针是一种可以自动管理内存的指针，可以避免内存泄漏或重复释放的问题。

    std::shared_ptr<int> p(nullptr);
    if (!p) {
        // 智能指针为空
    }

在上述代码中，我们使用nullptr来初始化一个shared_ptr，表示它不指向任何对象。在判断智能指针是否为空时，也可以使用!p或p==nullptr。

七、总结

c++11中新增的nullptr是一种指向空地址的指针，可以用于初始化或比较任何类型的指针。nullptr也可以用于消除函数重载的二义性，与模板一起使用，进行强制类型转换，作为常量表达式，以及与智能指针一起使用，使c++程序更加安全和简洁。