nullptr

标准	难度	状态	分级	证据	审阅	最后校验
C++11	1/5	final	A	3 条（manual 3）	单审（zyuhao7）	2026-10-27

编译器支持：GCC 4.6+ · Clang 2.9+ · MSVC 16.0+。版本查询：cppreference 编译器支持。

主张与证据

主张	支持证据
用 nullptr 作为事件循环指针参数的默认值	ev-drogon-nullptr-loop-default-001
查找失败时返回 nullptr 表示没有对应 logger	ev-spdlog-nullptr-missing-logger-002
用 nullptr 初始化可选的输出节指针成员	ev-mold-nullptr-section-member-003

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解决什么问题

C 和早期 C++ 用 NULL 表示空指针，但它通常只是宏展开成的整数 0。0 可以匹配整型、浮点、指针等多种重载，重载决议经常选错；模板实参推导会把 0 推成 int，把 NULL 推成 long 或其它整数类型。更隐蔽的是，函数重载同时接受 int 和指针时，传 NULL 不报错却调用了错误版本。

nullptr 是类型为 std::nullptr_t 的字面量。它能转换为任意指针类型和成员指针类型，但不能转换为整数；在重载决议中明确表示“空指针”，模板推导也会得到 std::nullptr_t 而不是某个整数类型。标准提案为 N2431。

基础用法

std::nullptr_t 定义在 <cstddef>。nullptr 可直接初始化指针、作为函数实参或默认值。

#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <type_traits>

template <typename T>
bool empty(T* ptr) {
  return ptr == nullptr;
}

void consume(int*) { std::cout << "pointer\n"; }
void consume(std::nullptr_t) { std::cout << "null\n"; }

int main() {
  int* ptr = nullptr;
  static_assert(std::is_same<decltype(nullptr), std::nullptr_t>::value,
                "nullptr has its own type");

  std::cout << empty(ptr) << ' ';
  consume(nullptr);
}

输出 1 null。nullptr 有独立类型，consume 的重载按 std::nullptr_t 精确匹配而不是猜测整数。完整版本见 examples/cpp11/nullptr.cpp。

进阶用法

nullptr 可以转换为任何对象指针、函数指针和成员指针，转换结果保证是空指针值。它也能用于布尔上下文，if (ptr) 与 if (ptr != nullptr) 等价。由于不能转换为整数，int n = nullptr 会直接编译失败，这正是与 0 的关键区别。

模板代码里，std::nullptr_t 可以作为独立的重载参数，把“传入空指针”与“传入整数零”区分开。智能指针的默认构造、reset() 和比较都接受 nullptr；std::function、std::shared_ptr 等类型也可以直接与 nullptr 比较。

nullptr 不是指针，不能解引用、做算术或取成员；它只是一个可转换为指针的空值字面量。需要“可能没有值”的语义时，现代 C++ 更推荐 std::optional<T> 或 std::unique_ptr<T>，而不是裸露的可空指针。

真实项目证据

项目	位置	用法	为什么典型
drogon	lib/inc/drogon/HttpClient.h#L266-L270	用 nullptr 作为事件循环指针默认值	默认参数明确表达“未指定”，类型安全
spdlog	include/spdlog/details/registry-inl.h#L86-L90	查找未命中时返回 nullptr	共享指针的空值语义清晰，调用方可直接判断
mold	src/mold.h#L272-L277	用 nullptr 初始化可选输出节指针成员	成员默认空值表示尚未建立映射

三条证据均为 manual 级：作者复核，尚未引入第二名审核者。三处都在生产路径上，覆盖默认参数、查找结果与成员初始化三种用途。

陷阱与边界

不要再用 NULL。 NULL 的具体类型由实现决定，可能是 0、0L 或 __null；重载和模板推导都可能出错。新代码统一写 nullptr。

0 仍是空指针常量。 为了兼容旧代码，int* p = 0; 合法；但这不意味着应该继续使用。重载场景下 0 会优先匹配 int。

nullptr 不能转整数。 reinterpret_cast<int>(nullptr) 不合法；需要句柄数值时用 reinterpret_cast<std::uintptr_t>(ptr)，并明确处理空值。

模板推导得到 std::nullptr_t。 template <class T> void f(T); f(nullptr); 中 T 是 std::nullptr_t，不是 int*；需要指针语义时显式写 static_cast<int*>(nullptr) 或调整重载。

空指针不等于未定义值。 未初始化的指针可能含任意地址；nullptr 只是明确的空值标记，不能靠它判断对象是否仍然有效。

别用裸指针表达可选值。 需要区分“没有值”和“有值”时，std::optional 或智能指针能表达所有权和生命周期，裸指针只表达地址。

库联动

• 智能指针：std::unique_ptr、std::shared_ptr 的默认构造、reset() 与比较都使用 nullptr。
• std::function：空函数对象可直接与 nullptr 比较，赋值 nullptr 可清空。
• C 接口：向期望指针的 C API 传 nullptr 比 NULL 更明确，也不会触发整数重载。
• drogon / spdlog / mold：Web 框架、日志库与链接器都用 nullptr 表达缺省参数、查找失败与未初始化成员。

横向对比

方案	类型	可转整数	重载决议	主要限制
NULL	实现定义的整数宏	是	可能选错	类型不明确，模板推导错误
0	int	是	优先匹配整数	语义模糊，易误用
nullptr	std::nullptr_t	否	精确匹配空指针	不能直接当整数使用
std::optional	可选值包装	不适用	不适用	有存储与访问开销，语义更丰富

跨标准演进：C++11 通过 N2431 引入 nullptr 与 std::nullptr_t；此后 NULL 仍保留兼容，但新代码应统一使用 nullptr。