编辑“︁C++11 nullptr”︁

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'''C++11 nullptr''' 是 C++11 标准引入的关键字，用于表示空指针常量，取代传统 C/C++ 中使用的 <code>NULL</code> 或字面量 <code>0</code>。它解决了旧有空指针表示方式带来的类型安全问题和二义性。

== 介绍 ==
在 C++11 之前，空指针通常通过宏 <code>NULL</code>（定义为 <code>0</code> 或 <code>((void*)0)</code>）或直接使用 <code>0</code> 表示。这种方式存在以下问题：
* '''类型不安全'''：<code>NULL</code> 可能被隐式转换为整数类型。
* '''函数重载歧义'''：当函数同时重载指针和整数版本时，传递 <code>NULL</code> 可能导致意外调用整数版本。

C++11 引入 <code>nullptr</code> 作为类型安全的空指针常量，其类型为 <code>std::nullptr_t</code>，可隐式转换为任何指针类型，但不会转换为整数类型。

== 语法与用法 ==
<code>nullptr</code> 的语法非常简单：
<syntaxhighlight lang="cpp">
T* ptr = nullptr; // T 为任意类型
</syntaxhighlight>

=== 代码示例 ===
以下示例展示 <code>nullptr</code> 与传统 <code>NULL</code> 的区别：
<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <iostream>

void func(int) { std::cout << "Integer overload\n"; }
void func(int*) { std::cout << "Pointer overload\n"; }

int main() {
    func(NULL);    // 可能输出 "Integer overload"（取决于 NULL 定义）
    func(nullptr); // 明确输出 "Pointer overload"
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

'''输出'''：
<pre>
Integer overload
Pointer overload
</pre>

== 类型系统 ==
<code>nullptr</code> 的类型是 <code>std::nullptr_t</code>，定义在 <code><cstddef></code> 头文件中。该类型可以隐式转换为任何指针类型，包括成员指针。

=== 类型关系图 ===
<mermaid>
graph TD
    A[std::nullptr_t] -->|隐式转换| B[任何指针类型]
    A -->|隐式转换| C[成员指针类型]
    D[NULL/0] -->|可能转换| E[整数类型]
    D -->|可能转换| B
</mermaid>

== 实际应用场景 ==
=== 场景1：函数重载 ===
当需要区分指针和整数参数时，<code>nullptr</code> 能明确选择指针版本：
<syntaxhighlight lang="cpp">
void process(int* data) { /* 处理指针 */ }
void process(int id) { /* 处理整数 */ }

process(0);      // 调用 process(int)
process(nullptr); // 调用 process(int*)
</syntaxhighlight>

=== 场景2：模板编程 ===
在模板中，<code>nullptr</code> 能保持类型信息：
<syntaxhighlight lang="cpp">
template<typename T>
void check(T* ptr) {
    if (ptr == nullptr) {
        std::cout << "Null pointer detected\n";
    }
}

int main() {
    int* p = nullptr;
    check(p); // 正确推断类型
}
</syntaxhighlight>

== 与 NULL 的对比 ==
{| class="wikitable"
|-
! 特性 !! <code>nullptr</code> !! <code>NULL</code>
|-
| 类型安全 || ✔️ 仅匹配指针类型 || ❌ 可能匹配整数类型
|-
| 模板友好 || ✔️ 保留类型信息 || ❌ 丢失类型信息
|-
| 可读性 || ✔️ 明确表示空指针 || ❌ 可能是整数或指针
|}

== 数学表达 ==
在类型系统中，<code>nullptr</code> 的转换可表示为：
<math>
\text{std::nullptr\_t} \subseteq \text{PointerTypes}
</math>

== 注意事项 ==
* 不要混合使用 <code>nullptr</code> 和 <code>NULL</code>，建议完全迁移到 <code>nullptr</code>。
* <code>nullptr</code> 不能用于算术运算（如 <code>nullptr + 1</code>）。
* 在 C++14 后，<code>nullptr</code> 还可用于 <code>constexpr</code> 上下文。

== 总结 ==
<code>nullptr</code> 是 C++11 引入的关键改进，提供了类型安全的空指针表示方式。它消除了传统 <code>NULL</code> 的二义性，尤其在函数重载和模板编程中表现优异。建议所有新代码优先使用 <code>nullptr</code>。

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[[Category:指针相关概念]]

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[[Category:C++]]
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