C/C++編程筆記:C語言NULL值和數字 0 值區別及NULL詳解

来源:https://www.cnblogs.com/yxy6/archive/2020/07/01/13221993.html
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在學習C語言的時候,我們常常會碰到C語言NULL值和數字 0 ,很多小伙伴搞不清楚他們之間的一個區別,今天我們就瞭解一下他們之間的區別,一起來看看吧! 先看下麵一段代碼輸出什麼: 輸出<null> ,單步調試可以看出執行int *p=NULL,p的值為0x00000000,可以看出,NULL在實際底 ...


在學習C語言的時候,我們常常會碰到C語言NULL值和數字 0 ,很多小伙伴搞不清楚他們之間的一個區別,今天我們就瞭解一下他們之間的區別,一起來看看吧!

先看下麵一段代碼輸出什麼:

輸出<null> ,單步調試可以看出執行int *p=NULL,p的值為0x00000000,可以看出,NULL在實際底層調用中就是0,

在C語言中,

NULL和0的值都是一樣的,但是為了目的和用途及容易識別的原因,NULL用於指針和對象,0用於數值

對於字元串的結尾,使用'\0',它的值也是0,但是讓人一看就知道這是字元串的結尾,不是指針,也不是普通的數值

在不同的系統中,

NULL並非總是和0等同,NULL僅僅代表空值,也就是指向一個不被使用的地址,在大多數系統中,都將0作為不被使用的地址,所以就有了類似這樣的定義

#define NULL 0

但並非總是如此,也有些系統不將0地址作為NULL,而是用其他的地址,所以說,千萬別將NULL和0等價起來,特別是在一些跨平臺的代碼中,這更是將給你帶來災難。

看下麵解釋:

問 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中定義:

在c++定義為0,在c中定義為(void *)0;為什麼,參考:http://stackoverflow.com/questions/7016861/null-pointer-in-c-and-c

在探究的過程中找到下麵的一個帖子。很是不錯,COPY如下。

一、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(註意 (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++標準推薦),而不選擇 (void*)0。

二、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.

char *p=0;此時p就是一個空指針,不指向任何實際對象。

因此,如果 p 是一個指針變數,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)

三、什麼是 NULL?

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

即 NULL 是一個標準規定的巨集定義,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)指向了記憶體的什麼地方(空指針的內部實現)?

標準並沒有對空指針指向記憶體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)。

幸運的是,在實際編程中不需要瞭解在我們的系統上空指針到底是一個 zero null pointer 還是 nonzero null pointer,我們只需要瞭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。註意: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。

四、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(註意與空指針的內部表示無關)。例如,假設 p 是一個指針變數,q 是一個同類型的空指針,要檢查 p 是否是一個空指針,可以採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。

指針變數 p 是空指針的判斷:

if ( p == 0 )

if ( p == '\0' )

if ( p == 3 - 3 )

if ( p == NULL )  /* 使用 NULL 必須包含相應的標準庫的頭文件 */

if ( NULL == p )

if ( !p )

if ( p == q )

...

指針變數 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 必須包含相應的標準庫的頭文件 */

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 是一個指針變數,那麼

memset( &p, 0, sizeof(p) ); 和 p = 0;

五、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,要註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數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 是標準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準頭文件而引入了 NULL 的話,則再在程式中重新定義 NULL 為不同的內容是非法的,其行為是未定義的。也就是說,如果是符合標準的程式,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 函數在分配記憶體失敗時返回 0 還是 NULL?

malloc 函數是標準 C 規定的庫函數。在標準中明確規定了在其記憶體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)

百度百科解釋:

\0是C++中字元串的結尾標誌,存儲在字元串的結尾。比如char cha[5]表示可以放5個字元的字元串,由於c/c++中規定字元串的結尾標誌為'\0',它雖然不計入串長,但要占記憶體空間,而一個漢字一般用兩個位元組表示,且c/c++中如一個數組cha[5],有5個變數,分別是 cha[0] , cha[1] , cha[2] , cha[3] , cha[4] , 所以cha[5]可以放5個字母或者放2個漢字(1個漢字占2個位元組,1個字母占一個位元組),cha[5]占5個位元組記憶體空間.

例如:

希望對大家有幫助!

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