條款五：優先使用`nullptr`而不是`0`或者`NULL` ========================= `0`字面上是一個`int`類型，而不是指針，這是顯而易見的。`C++`掃描到一個`0`，但是發現在上下文中僅有一個指針用到了它，編譯器將勉強將`0`解釋為空指針，但是這僅僅是一個應變之策。`C++`最初始的原則是`0`是`int`而非指針。 經驗上講，同樣的情況對`NULL`也是存在的。對`NULL`而言，仍有一些細節上的不確定性，因為賦予`NULL`一個除了`int`（即`long`）以外的整數類型是被允許的。這不常見，但是這真的是沒有問題的，因為此處的焦點不是`NULL`的確切類型而是`0`和`NULL`都不屬于指針類型。 在`C++98`中，這意味著重載指針和整數類型的函數的行為會令人吃驚。傳遞`0`或者`NULL`作為參數給重載函數永遠不會調用指針重載的那個函數： ```cpp void f(int); // 函數f的三個重載 void f(bool); void f(void*); f(0); // 調用 f(int)，而非f(void*) f(NULL); // 可能無法編譯，但是調用f(int) // 不可能調用 f(void*) ``` `f(NULL)`行為的不確定性的確反映了在實現`NULL`的類型上存在的自由發揮空間。如果`NULL`被定為`0L`（即`0`作為一個`long`整形），函數的調用是有歧義的，因為`long`轉化為`int`，`long`轉化為`bool`，`0L`轉換為`void*`都被認為是同樣可行的。關于這個函數調用有意思的事情是在源代碼的字面意思（使用`NULL`調用`f`，`NULL`應該是個空指針）和它的真實意義（一個整數在調用`f`，`NULL`不是空指針）存在著沖突。這種違背直覺的行為正是`C++98`程序員不被允許重載指針和整數類型的原因。這個原則對于`C++11`依然有效，因為盡管有本條款的力薦，仍然還有一些開發者繼續使用`0`和`NULL`，雖然`nullptr`是一個更好的選擇。 `nullptr`的優勢是它不再是一個整數類型。誠實的講，它也不是一個指針類型，但是你可以把它想象成一個可以指向任意類型的指針。`nullptr`的類型實際上是`std::nullptr_t`，`std::nullptr_t`定義為`nullptr`的類型，這是一個完美的循環定義。`std::nullptr_t`可以隱式的轉換為所有的原始的指針類型，這使得`nullptr`表現的像可以指向任意類型的指針。 使用`nullptr`作為參數去調用重載函數`f`將會調用`f(void*)`重載體，因為`nullptr`不能被視為整數類型的： ```cpp f(nullptr); //調用f(void*)重載體 ``` 使用`nullptr`而不是`0`或者`NULL`，可以避免重載解析上的令人吃驚行為，但是它的優勢不僅限于此。它可以提高代碼的清晰度，尤其是牽扯到`auto`類型變量的時候。例如，你在一個代碼庫中遇到下面代碼： ```cpp auto result = findRecord( /* arguments */); if(result == 0){ ... } ``` 如果你不能輕松地的看出`findRecord`返回的是什么，要知道`result`是一個指針還是整數類型并不是很簡單的。畢竟，`0`（被用來測試`result`的）即可以當做指針也可以當做整數類型。另一方面，你如果看到下面的代碼： ```cpp auto result = findRecord( /* arguments */); if(reuslt == nullptr){ ... } ``` 明顯就沒有歧義了：`result`一定是個指針類型。 當模板進入我們考慮的范圍，`nullptr`的光芒則顯得更加耀眼了。假想你有一些函數，只有當對應的互斥量被鎖定的時候，這些函數才可以被調用。每個函數的參數是不同類型的指針： ```cpp int f1(std::shared_ptr<Widget> spw); // 只有對應的 double f2(std::unique_ptr<Widget> upw); // 互斥量被鎖定 bool f3(Widget* pw); // 才會調用這些函數 ``` 想傳遞空指針給這些函數的調用看上去像這樣： ```cpp std::mutex f1m, f2m, f3m; // 對應于f1, f2和f3的互斥量 using MuxGuard = // C++11 版typedef；參加條款9 std::lock_guard<std::mutex>; ... { MuxGuard g(f1m); // 為f1鎖定互斥量 auto result = f1(0); // 將0當做空指針作為參數傳給f1 } // 解鎖互斥量 ... { MuxGuard g(f2m); // 為f2鎖定互斥量 auto result = f2(NULL); // 將NULL當做空指針作為參數傳給f2 } // 解鎖互斥量 ... { MuxGuard g(f3m); // 為f3鎖定互斥量 auto result = f3(nullptr); // 將nullptr當做空指針作為參數傳給f3 } // 解鎖互斥量 ``` 在前兩個函數調用中沒有使用`nullptr`是令人沮喪的，但是上面的代碼是可以工作的，這才是最重要的。然而，代碼中的重復模式——鎖定互斥量，調用函數，解鎖互斥量——才是更令人沮喪和反感的。避免這種重復風格的代碼正是模板的設計初衷，因此，讓我們使用模板化上面的模式： ```cpp template<typename FuncType, typename MuxType, typename PtrType> auto lockAndCall(FuncType func, MuxType& mutex, PtrType ptr) -> decltype(func(ptr)) { MuxGuard g(mutex); return func(ptr); } ``` 如果這個函數的返回值類型（`auto ...->decltype(func(ptr))`）讓你撓頭不已，你應該到條款3尋求一下幫助，在那里我們已經做過詳細的介紹。在`C++14`中，你可以看到，返回值可以通過簡單的`decltype(auto)`推導得出： ```cpp template<typename FuncType, typename MuxType, typename PtrType> decltype(auto) lockAndCall(FuncType func, // C++14 MuxType& mutex, PtrType ptr) { MuxGuard g(mutex); return func(ptr); } ``` 給定`lockAndCall`模板（上邊的任意版本），調用者可以寫像下面的代碼： ```cpp auto result1 = lockAndCall(f1, f1m, 0); // 錯誤 ... auto result2 = lockAndCall(f2, f2m, NULL); // 錯誤 ... auto result3 = lockAndCall(f3, f2m, nullptr); // 正確 ``` 他們可以這樣寫，但是就如注釋中指明的，三種情況里面的兩種是無法編譯通過。在第一個調用中，當把`0`作為參數傳給`lockAndCall`,模板通過類型推導得知它的類型。`0`的類型總是`int`，這就是對`lockAndCall`的調用實例化的時候的類型。不幸的是，這意味著在`lockAndCall`中調用`func`，被傳入的是`int`，這個`f1`期望接受的參數`std::share_ptr<Widget>`是不不兼容的。傳入到`lockAndCall`的`0`嘗試來表示一個空指針，但是正真不傳入的是一個普通的`int`類型。嘗試將`int`作為`std::share_ptr<Widget>`傳給`f1`會導致一個類型沖突錯誤。使用`0`調用`lockAndCall`會失敗，因為在模板中，一個`int`類型傳給一個要求參數是`std::share_ptr<Widget>`的函數。 對調用`NULL`的情況的分析基本上是一樣的。當`NULL`傳遞給`lockAndCall`時，從參數`ptr`推導出的類型是整數類型，當`ptr`——一個`int`或者類`int`的類型——傳給`f2`，一個類型錯誤將會發生，因為這個函數期待的是得到一個`std::unique_ptr<Widget>`類型的參數。 相反，使用`nullptr`是沒有問題的。當`nullptr`傳遞給`lockAndCall`，`ptr`的類型被推導為`std::nullptr_t`。當`ptr`被傳遞給`f3`，有一個由`std::nullptr_t`到`Widget*`的隱形轉換，因為`std::nullptr_t`可以隱式轉換為任何類型的指針。 真正的原因是，對于`0`和`NULL`，模板類型推導出了錯誤的類型（他們的真正類型，而不是它們作為空指針而體現出的退化的內涵），這是在需要用到空指針時使用`nullptr`而非`0`或者`NULL`最引人注目的原因。使用`nullptr`，模板不會造成額外的困擾。另外結合`nullptr`在重載中不會導致像`0`和`NULL`那樣的詭異行為的事實，勝負已定。當你需要用到空指針時，使用`nullptr`而不是`0`或者`NULL`。 |要記住的東西| |:--------- | |相較于`0`和`NULL`，優先使用`nullptr`| |避免整數類型和指針類型之間的重載|