空指針常量

空指針常量

對於空指針值,一般的文檔中傾向於用 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)。一句話,空指針是什麼,就是一個被賦值為0的指針,在沒有被具體初始化之前,其值為0.

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正文


在uC/OS中普遍的用到了,對指針是否為空指針的判斷,而沒有把C語言中其中的語法知識講解出來,很多同學對此理解有些含糊,趁著有時間,把其中的一些疑問及解答列舉如下。若有錯誤請指正。
問題一:什麼是空指針常量(null pointer constant)?
An integer constant expression with the value 0, or such an expression cast to type void *, is called a null pointer constant. (一個表示0值的 整數常量,叫做空指針常量)
解釋: 0、0L 、3 - 3(它們都是“integer constant expression”整數常量表達式)以及 (void*)0 等都是空指針常量(注意 (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);
問題二:什麼是空指針(null pointer)?
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. (如果一個 空指針常量 賦給了一個有類型的指針變數,那麼這個指針就叫空指針。它不指向任何的對象或者函數)
解釋:如果 p 是一個指針變數
若進行: 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,並且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。
問題三:什麼是 NULL?
The macro(宏)NULL is defined in (and other headers) as a null pointer constant (NULL作為一個宏定義為一個空指針常量)
即 NULL 是一個標準規定的宏定義,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。
有些系統中這樣來宏定義的
#define NULL 0
char *p = NULL;
問題四:空指針(null pointer)指向了內存的什麼地方即空指針的內部實現?
標準並沒有對空指針指向內存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),具體請參見 C FAQ。
在實際編程中不需要了解在我們的系統上空指針到底是一個 zero null pointer 還是 nonzero null pointer,我們只需要了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。注意: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。
問題5:在實際的操作中 如何判斷某個指針是不是空指針?
可以通過與空指針常量或者其它的空指針的比較來實現(注意與空指針的內部表示無關)。
指針變數 p 是空指針的判斷: (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)
if ( p == 0 )
if ( p == '\0' )
if ( p == 3 - 3 )
if ( p == NULL )
if ( NULL == p )
if ( !p )
if ( p == q )
問題6:可以定義自己的 NULL 的實現嗎?
解釋: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,則再在程序中重新定義 NULL 為不同的內容是非法的,其行為是未定義的
問題7:malloc 函數在分配內存失敗時返回 0 還是 NULL?
解釋: malloc 函數是標準 C 規定的庫函數。在標準中明確規定了在其內存分配失敗時返回的是一個“null pointer”(空指針):
If the space cannot be allocated, a null pointer is returned.
它指向系統內存具體哪個地方是由系統決定的,應用者不必去深究。