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C++重写nullptr的实现方法

2023-07-07 02:42:02 深夜i -- --

C++ 重写 nullptr 实现方法

在C++11之前，程序员使用0或NULL来表示空指针。然而，这种方法中存在一个缺陷，即0或NULL可以被视为整数值解释，在某些情况下可能会带来意想不到的结果。

C++11提供了一种更好的方法来表示空指针：nullptr。nullptr被视为一种空指针常量，它没有类型，并可以转换为任何类型的空指针。这个特性使程序员可以避免使用0或NULL来表示空指针，并减少代码错误的概率。

那么，C++中怎么实现nullptr呢？在C++中，nullptr是一个关键字，编译器实现了nullptr的内部表示。但是，如果我们想重写nullptr，可以使用下面的方法：

方法一：重载void*类型的指针运算符

可以通过如下方式将nullptr定义为一个具有抽象void类型的指针：


class nullptr_t{
  public:
    template<class T>
    inline operator T* () const
      return 0;
    
    
    template<class C, class T>
    inline operator T C::*() const
      return 0;
    
  private:
    void operator&() const;
};

在上面的代码中，nullptr_t是我们定义的nullptr类型。重载的指针运算符中包括operator T*()和operator T C::*()，这两个函数分别可以将nullptr转化为任意类型的指针和类成员指针。

这种方式可以保证nullptr在编译期间被转化为指向类型T或类型T的类成员指针的0。但是这种方式存在一些潜在的问题。首先，如果在使用该方法时没有正确地重载运算符，则不会报任何错误，这样会增加程序员的调试难度。其次，使用该方法可能会破坏C++标准定义的nullptr的使用契约，这样可能导致代码不可移植或不可重用。

方法二：使用类型别名

这种方法比较简单，只需要将 nullptr_t 定义为指向 void 的空指针，然后用 typedef 或 using 创建类型别名即可。


using nullptr_t = decltype(nullptr);

由于 decltype(nullptr) 也是一个空指针，因此我们可以使用它来定义nullptr_t类型别名。这种方式简单明了，而且没有破坏nullptr的使用契约。

疑问：为什么要重写nullptr？

nullptr是C++的重要特性之一，它可以避免在程序中使用0或NULL这样的常量来表示空指针，增加了程序的可读性和可移植性。然而，如果想重写nullptr的实现方式，可能是为了实现一些特殊的需求。例如，我们可能需要在不同的编译器之间，通过特定的实现方式来确保nullptr的兼容性，或者希望在特定的环境下实现更严格的类型检查等。

总结

C++11中引入了nullptr关键字，它可以多种类型的指针指向nullptr，避免了使用0或NULL带来的问题。本文介绍了C++程序员可以使用的两种重写nullptr的实现方式，并讨论了其优缺点及适用范围。虽然这种做法可能会增加代码的复杂性和不可移植性，但在特定的需求和环境下，通过重写nullptr的实现方式，程序员可以更好地控制程序行为，从而确保代码的健壮性和可重用性。

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