c++ - 为什么地址零用于空指针？

Question

在 C(或 C++)中，如果指针的值为零，则它们是特殊的:建议我在释放内存后将指针设置为零，因为这意味着再次释放指针并不危险；当我调用 malloc 时，如果它无法获取内存，它会返回一个值为 0 的指针；我一直使用 if (p != 0) 来确保传递的指针是有效的，等等。

但是既然内存寻址从 0 开始，那么 0 不就和其他地址一样是有效地址吗？如果是这种情况，如何使用 0 来处理空指针？为什么不是负数 null 而不是？

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编辑:

一堆很好的答案。我会根据我自己的想法来总结所表达的答案中所说的内容，如果我有误解，希望社区能够纠正我。

• 就像编程中的其他一切一样，它是一种抽象。只是一个常量，与地址 0 没有真正的关系。C++0x 通过添加关键字 nullptr 来强调这一点。

• 它甚至不是地址抽象，它是 C 标准指定的常量，编译器可以将其转换为其他数字，只要它确保它永远不会等于“真实”地址，并且等于其他 null如果 0 不是用于平台的最佳值，则为指针。

• 如果它不是一个抽象，就像早期的情况一样，地址 0 被系统使用，并且程序员不受限制。

• 我承认，我的负数建议有点疯狂。使用有符号整数表示地址有点浪费，如果这意味着除了空指针(-1 或其他)之外，值空间在构成有效地址的正整数和浪费的负数之间平均分配。

• 如果任何数字总是可以用数据类型表示，那么它就是 0。(可能 1 也是。我想到一位整数，如果无符号则为 0 或 1，或者如果有符号则仅为有符号位，或两位整数，即 [-2, 1]。但你可以选择 0 为空，1 为内存中唯一可访问的字节。)

我心中仍有一些 Unresolved 问题。堆栈溢出问题 Pointer to a specific fixed address 告诉我，即使空指针的 0 是一种抽象，其他指针值也不一定。这导致我发布另一个堆栈溢出问题， Could I ever want to access the address zero? .

Answer 1

2 分:

• 只有源代码中的常量值 0 是空指针——编译器实现可以在运行代码中使用它想要或需要的任何值。一些平台有一个特殊的指针值，它是“无效的”，实现可能会用作空指针。 C FAQ 有一个问题，"Seriously, have any actual machines really used nonzero null pointers, or different representations for pointers to different types?" ，这指出了几个平台使用 0 的这个属性作为 C 源代码中的空指针，而在运行时以不同的方式表示。 C++ 标准有一个注释明确指出，转换“具有零值的整型常量表达式总是产生空指针，但转换恰好具有零值的其他表达式不需要产生空指针”。

• 平台可以使用负值作为地址 - C 标准只需要选择一些东西来指示空指针，然后选择零。老实说，我不确定是否考虑了其他哨兵值。

空指针的唯一要求是:

• 保证比较不等于指向实际对象的指针
• 任何两个空指针都会比较相等(C++ 对此进行了改进，只需要为指向相同类型的指针保留)