当空指针不全为零时如何正确编写C / C ++代码

正如comp.lang.c常见问题解答所说，在某些体系结构中，空指针并非全为零。所以问题是什么实际上检查以下构造：

void* p = get_some_pointer();
if (!p)
    return;

我是在p与机器相关的空指针进行比较p，还是在与算术零进行比较？

我应该写

void* p = get_some_pointer();
if (NULL == p)
    return;

而是为这种架构做好准备，还是只是我的偏执？

根据C规范：

值为0的整数常量表达式，或强制转换为void *类型的表达式，称为空指针常量。55）如果将空指针常量转换为指针类型，则保证生成的指针（称为空指针）将不相等的指针与指向任何对象或函数的指针进行比较。

所以0是一个空指针常数。如果将其转换为指针类型，则将获得一个空指针，对于某些体系结构，该指针可能不是全零位。接下来，让我们看看规范关于比较指针和空指针常量的内容：

如果一个操作数是一个指针，另一个是空指针常量，则将空指针常量转换为指针的类型。

让我们考虑一下(p == 0)：首先0将其转换为空指针，然后p将其与一个空指针常量进行比较，该常量的实际位值取决于体系结构。

接下来，查看规范关于否定运算符的内容：

逻辑否定运算符的结果！如果其操作数的值比较不等于0，则为0；如果其操作数的值比较等于0，则为1。结果的类型为int。表达式！E等效于（0 == E）。

这意味着，按照规范，这(!p)等效于针对机器定义的空指针常量进行测试。(p == 0)p

因此，if (!p)即使在空指针常量并非全零位的体系结构上，您也可以安全地编写。

对于C ++，空指针常量定义为：

空指针常量是整数类型的整数常量表达式（5.19）prvalue，其值为零，或类型为std :: nullptr_t的prvalue。空指针常量可以转换为指针类型。结果是该类型的空指针值，并且可以与对象指针或函数指针类型的所有其他值区分开。

这与C语言的nullptr语法和语法糖差不多。操作员的行为==定义为：

另外，可以比较指向成员的指针，或者指向成员的指针和空指针常量。执行指针到成员转换（4.11）和资格转换（4.4）的操作，以将它们转换为通用类型。如果一个操作数是空指针常量，则公共类型是另一操作数的类型。否则，通用类型是指向类似于操作数之一的类型的成员类型（4.4）的指针，并且具有cv限定签名（4.4），该签名是操作数类型的cv限定签名的并集。[注意：这意味着可以将指向成员的任何指针与一个空指针常量进行比较。—尾注]

这导致转换为0指针类型（与C一样）。对于求反运算符：

逻辑否定运算符的操作数！在上下文中转换为bool（第4条）；如果转换后的操作数为true，则其值为true；否则为false。结果的类型是布尔。

这意味着的结果!p取决于如何bool执行从指针到的转换。该标准说：

零值，空指针值或空成员指针值将转换为false；

因此if (p==NULL)，if (!p)在C ++中也做同样的事情。

在实际机器中，空指针是否为全零都没关系。假设p是一个指针：

if (!p) 

始终是测试是否p为空指针的合法方法，并且始终等效于：

if (p == NULL)

您可能对另一篇C-FAQ文章感兴趣：这很奇怪。NULL是否保证为0，但null指针不是？

以上对于C和C ++均适用。请注意，在C ++（11）中，首选将其nullptr用于空指针文字。

此答案适用于C。

不要NULL与空指针混淆。NULL只是一个保证为空指针常量的宏。空指针常量保证为0或(void*)0。

从C11 6.3.2.3：

值为0的整数常量表达式，或强制转换为void *类型的表达式，称为空指针常量66）。如果将空指针常量转换为指针类型，则保证生成的指针（称为空指针）将不相等的值与指向任何对象或函数的指针进行比较。

66）宏NULL在<stddef.h>（和其他头文件）中定义为空指针常量；见7.19。

7.19：

宏是

空值

扩展为实现定义的空指针常量；

在的情况下定义的实现NULL是0或(void*)0。NULL不能是别的。

但是，将空指针常量分配给指针时，您会得到一个空指针，即使它等于一个空指针常量，它也可能不具有零值。该代码if (!p)与NULL宏无关，您将空指针与算术值零进行比较。

因此，从理论上讲，类似这样的代码int* p = NULL可能会导致一个空指针p，该指针不同于零。

过去，STRATUS计算机在所有语言中的空指针均为1。

这给C带来了问题，因此他们的C编译器将允许指针比较0和1返回true。

这将允许：

void * ptr=some_func();
if (!ptr)
{
    return;
}

要return在一个空PTR，即使你可以看到，ptr在调试器中有值1

if ((void *)0 == (void *)1)
{
    printf("Welcome to STRATUS\n");
}

实际上会打印“ Welcome to STRATUS”

如果您的编译器不错，则有两件事（只有两件事）需要注意。

1：静态默认初始化（即未分配）的指针中将没有NULL。

2：结构或数组上的memset（）或扩展名calloc（）不会将指针设置为NULL。