C/C++编程笔记:C语言NULL值和数字 0 值区别及NULL详解

时间:2020-07-01 22:29:00 来源:互联网 作者: 神秘的大神 字体:

在学习C语言的时候,我们常常会碰到C语言NULL值和数字 0 ,很多小伙伴搞不清楚他们之间的一个区别,今天我们就了解一下他们之间的区别,一起来看看吧!

先看下面一段代码输出什么:

输出<null> ,单步调试可以看出执行int *p=NULL,p的值为0x00000000,可以看出,NULL在实际底层调用中就是0,

在C语言中,

NULL和0的值都是一样的,但是为了目的和用途及容易识别的原因,NULL用于指针和对象,0用于数值

对于字符串的结尾,使用'\0',它的值也是0,但是让人一看就知道这是字符串的结尾,不是指针,也不是普通的数值

在不同的系统中,

NULL并非总是和0等同,NULL仅仅代表空值,也就是指向一个不被使用的地址,在大多数系统中,都将0作为不被使用的地址,所以就有了类似这样的定义

#define NULL 0

但并非总是如此,也有些系统不将0地址作为NULL,而是用其他的地址,所以说,千万别将NULL和0等价起来,特别是在一些跨平台的代码中,这更是将给你带来灾难。

看下面解释:

问 0 '0' '\0' "\0"

To me, when doing C/C++:

0 would digit zero, that is, a numerical value.

'0' could be the character capital oh or the character zero. For example: char word[10] = "Oxford"; char number[10] = "01234";

Depending on typeface used 'O' may look exactly like '0' making it difficult to tell them apart out of context.

'\0' is thenull character used to terminate strings in C/C++.

"\0" is an empty string.

NULL在stdio.h中定义:

在c++定义为0,在c中定义为(void *)0;为什么,参考:http://stackoverflow.com/questions/7016861/null-pointer-in-c-and-c

在探究的过程中找到下面的一个帖子。很是不错,COPY如下。

一、什么是空指针常量(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

这里告诉我们:0、0L、'\0'、3 - 3、0 * 17 (它们都是“integer constant expression”)以及 (void*)0 (tyc: 我觉得(void*)0应该算是一个空指针吧,更恰当一点)等都是空指针常量(注意 (char*) 0 不叫空指针常量,只是一个空指针值)。至于系统选取哪种形式作为空指针常量使用,则是实现相关的。一般的 C 系统选择 (void*)0 或者 0 的居多(也有个别的选择 0L);至于 C++ 系统,由于存在严格的类型转化的要求,void* 不能象 C 中那样自由转换为其它指针类型,所以通常选 0 作为空指针常量(tyc: C++标准推荐),而不选择 (void*)0。

二、什么是空指针(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.

char *p=0;此时p就是一个空指针,不指向任何实际对象。

因此,如果 p 是一个指针变量,则 p = 0;、p = 0L;、p = '\0';、p = 3 - 3;、p = 0 * 17; 中的任何一种赋值操作之后(对于 C 来说还可以是 p = (void*)0;), p 都成为一个空指针,由系统保证空指针不指向任何实际的对象或者函数。反过来说,任何对象或者函数的地址都不可能是空指针。(tyc: 比如这里的(void*)0就是一个空指针。把它理解为null pointer还是null pointer constant会有微秒的不同,当然也不是紧要了)

三、什么是 NULL?

[6.3.2.3-Footnote] The macro NULL is defined in (and other headers) as a null pointer constant

即 NULL 是一个标准规定的宏定义,用来表示空指针常量。因此,除了上面的各种赋值方式之外,还可以用 p = NULL; 来使 p 成为一个空指针。(tyc:很多系统中的实现:#define NULL (void*)0,与这里的“a null pointer constant”并不是完全一致的)

空指针(null pointer)指向了内存的什么地方(空指针的内部实现)?

标准并没有对空指针指向内存中的什么地方这一个问题作出规定,也就是说用哪个具体的地址值(0x0 地址还是某一特定地址)表示空指针取决于系统的实现。我们常见的空指针一般指向 0 地址,即空指针的内部用全 0 来表示(zero null pointer,零空指针);也有一些系统用一些特殊的地址值或者特殊的方式表示空指针(nonzero null pointer,非零空指针)。

幸运的是,在实际编程中不需要了解在我们的系统上空指针到底是一个 zero null pointer 还是 nonzero null pointer,我们只需要了解一个指针是否是空指针就可以了——编译器会自动实现其中的转换,为我们屏蔽其中的实现细节。注意:不要把空指针的内部表示等同于整数 0 的对象表示——如上所述,有时它们是不同的。

四、如何判断一个指针是否是一个空指针?

这可以通过与空指针常量或者其它的空指针的比较来实现(注意与空指针的内部表示无关)。例如,假设 p 是一个指针变量,q 是一个同类型的空指针,要检查 p 是否是一个空指针,可以采用下列任意形式之一——它们在实现的功能上都是等价的,所不同的只是风格的差别。

指针变量 p 是空指针的判断:

if ( p == 0 )

if ( p == '\0' )

if ( p == 3 - 3 )

if ( p == NULL )  /* 使用 NULL 必须包含相应的标准库的头文件 */

if ( NULL == p )

if ( !p )

if ( p == q )

...

指针变量 p 不是空指针的判断:

if ( p != 0 )

if ( p != '\0' )

if ( p != 3 - 3 )

if ( p != NULL )  /* 使用 NULL 必须包含相应的标准库的头文件 */

if ( NULL != p )

if ( p )

if ( p != q )

...

可以用 memset 函数来得到一个空指针吗?

这个问题等同于:如果 p 是一个指针变量,那么

memset( &p, 0, sizeof(p) ); 和 p = 0;

五、是等价的吗?

答案是否定的,虽然在大多数系统上是等价的,但是因为有的系统存在着“非零空指针” (nonzero null pointer),所以这时两者不等价。由于这个原因,要注意当想将指针设置为空指针的时候不应该使用 memset,而应该用空指针常量或空指针对指针变量赋值或者初始化的方法。

可以定义自己的 NULL 的实现吗?兼答"NULL 的值可以是 1、2、3 等值吗?"类似问题

[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 是标准库中的一个符合上述条件的 reserved identifier (保留标识符)。所以,如果包含了相应的标准头文件而引入了 NULL 的话,则再在程序中重新定义 NULL 为不同的内容是非法的,其行为是未定义的。也就是说,如果是符合标准的程序,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。

六、malloc 函数在分配内存失败时返回 0 还是 NULL?

malloc 函数是标准 C 规定的库函数。在标准中明确规定了在其内存分配失败时返回的是一个 “null pointer”(空指针):

[7.20.3-1] If the space cannot be allocated, a null pointer is returned.

对于空指针值,一般的文档(比如 man)中倾向于用 NULL 表示,而没有直接说成 0。但是我们应该清楚:对于指针类型来说,返回 NULL 和 返回 0 是完全等价的,因为 NULL 和 0 都表示 “null pointer”(空指针)。(tyc:一般系统中手册中都返回NULL,那我们就用NULL吧)

百度百科解释:

\0是C++中字符串的结尾标志,存储在字符串的结尾。比如char cha[5]表示可以放5个字符的字符串,由于c/c++中规定字符串的结尾标志为'\0',它虽然不计入串长,但要占内存空间,而一个汉字一般用两个字节表示,且c/c++中如一个数组cha[5],有5个变量,分别是 cha[0] , cha[1] , cha[2] , cha[3] , cha[4] , 所以cha[5]可以放5个字母或者放2个汉字(1个汉字占2个字节,1个字母占一个字节),cha[5]占5个字节内存空间.

例如:

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