什麼是空指針常量(null pointer constant)?
[6.3.2.3-3] An integer constant expression with the value 0, or such an expression cast to type void *, is called a null pointer constant.
這裡告訴我們:0、0L、'\0'、3 - 3、0 * 17 (它們都是“integer constant expression”)以及 (void*)0 (tyc: 我覺得(void*)0應該算是一個空指針吧,更恰當一點)等都是空指針常量(注意 (char*) 0 不叫空指針常量,只是一個空指針值)。至於系統選取哪種形式作為空指針常量使用,則是實現相關的。一般的 C 系統選擇 (void*)0 或者 0 的居多(也有個別的選擇 0L);至於 C++ 系統,由於存在嚴格的類型轉化的要求,void* 不能象 C 中那樣自由轉換為其它指針類型,所以通常選 0 作為空指針常量(tyc: C++標准推薦),而不選擇 (void*)0。
什麼是空指針(null pointer)?
[6.3.2.3-3] If a null pointer constant is converted to a pointer type, the resulting pointer, called a null pointer, is guaranteed to compare unequal to a pointer to any object or function.
因此,如果 p 是一個指針變量,則 p = 0;、p = 0L;、p = '\0';、p = 3 - 3;、p = 0 * 17; 中的任何一種賦值操作之後(對於 C 來說還可以是 p = (void*)0;), p 都成為一個空指針,由系統保證空指針不指向任何實際的對象或者函數。反過來說,任何對象或者函數的地址都不可能是空指針。(tyc: 比如這裡的(void*)0就是一個空指針。把它理解為null pointer還是null pointer constant會有微秒的不同,當然也不是緊要了)
什麼是 NULL?
[6.3.2.3-Footnote] The macro NULL is defined in <stddef.h> (and other headers) as a null pointer constant
即 NULL 是一個標准規定的宏定義,用來表示空指針常量。因此,除了上面的各種賦值方式之外,還可以用 p = NULL; 來使 p 成為一個空指針。(tyc:很多系統中的實現:#define NULL (void*)0,與這裡的“a null pointer constant”並不是完全一致的)
空指針(null pointer)指向了內存的什麼地方(空指針的內部實現)?
標准並沒有對空指針指向內存中的什麼地方這一個 問題作出規定,也就是說用哪個具體的地址值(0x0 地址還是某一特定地址)表示空指針取決於系統的實現。我們常見的空指針一般指向 0 地址,即空指針的內部用全 0 來表示(zero null pointer,零空指針);也有一些系統用一些特殊的地址值或者特殊的方式表示空指針(nonzero null pointer,非零空指針),具體請參見C FAQ。
幸運的是,在實際編程中不需要了解在我們的系統上空指針到底是一個 zero null pointer 還是 nonzero null pointer,我們只需要了解一個指針是否是空指針就可以了——編譯器會自動實現其中的轉換,為我們屏蔽其中的實現細節。注意:不要把空指針的內部表示等同於整數 0 的對象表示——如上所述,有時它們是不同的。
如何判斷一個指針是否是一個空指針?
這可以通過與空指針常量或者其它的空指針的比較來實現(注意與空指針的內部表示無關)。例如,假設 p 是一個指針變量,q 是一個同類型的空指針,要檢查 p 是否是一個空指針,可以采用下列任意形式之一——它們在實現的功能上都是等價的,所不同的只是風格的差別。
指針變量 p 是空指針的判斷:
if ( p == 0 )
if ( p == '\0' )
if ( p == 3 - 3 )
if ( p == NULL ) /* 使用 NULL 必須包含相應的標准庫的頭文件 */
if ( NULL == p )
if ( !p ) <---------------(這裡和下面的if(p)都被專門說過一次,null定義不一定是0.這裡如果貿然使用!p會很危險的.所以這種寫法不能被提倡)
if ( p == q )
...
指針變量 p 不是空指針的判斷:
if ( p != 0 )
if ( p != '\0' )
if ( p != 3 - 3 )
if ( p != NULL ) /* 使用 NULL 必須包含相應的標准庫的頭文件 */
if ( NULL != p )
if ( p )
if ( p != q )
...
可以用 memset 函數來得到一個空指針嗎?
這個問題等同於:如果 p 是一個指針變量,那麼
memset( &p, 0, sizeof(p) ); 和 p = 0;
是等價的嗎?
答 案是否定的,雖然在大多數系統上是等價的,但是因為有的系統存在著“非零空指針” (nonzero null pointer),所以這時兩者不等價。由於這個原因,要注意當想將指針設置為空指針的時候不應該使用 memset,而應該用空指針常量或空指針對指針變量賦值或者初始化的方法。
可以定義自己的 NULL 的實現嗎?兼答"NULL 的值可以是 1、2、3 等值嗎?"類似問題
[7.1.3-2] If the program declares or defines an identifier in a context in which it is reserved (other than as allowed by 7.1.4), or defines a reserved identifier as a macro name, the behavior is undefined.
NULL 是標准庫中的一個符合上述條件的 reserved identifier (保留標識符)。所以,如果包含了相應的標准頭文件而引入了 NULL 的話,則再在程序中重新定義 NULL 為不同的內容是非法的,其行為是未定義的。也就是說,如果是符合標准的程序,其 NULL 的值只能是 0,不可能是除 0 之外的其它值,比如 1、2、3 等。
malloc 函數在分配內存失敗時返回 0 還是 NULL?
malloc 函數是標准 C 規定的庫函數。在標准中明確規定了在其內存分配失敗時返回的是一個 “null pointer”(空指針):
[7.20.3-1] If the space cannot be allocated, a null pointer is returned.
對於空指針值,一般的文檔(比如 man)中傾向於用 NULL 表示,而沒有直接說成 0。但是我們應該清楚:對於指針類型來說,返回 NULL 和 返回 0 是完全等價的,因為 NULL 和 0 都表示 “null pointer”(空指針)。(tyc:一般系統中手冊中都返回NULL,那我們就用NULL吧)