c++ - 为什么C++中没有 "NULL reference"？

Question

我正在阅读 C++ 常见问题解答 - “8.6 - When should I use references, and when should I use pointers?”，尤其是以下声明:

Use references when you can, and pointers when you have to.

...

The exception to the above is where a function's parameter or return value needs a "sentinel" reference — a reference that does not refer to an object. This is usually best done by returning/taking a pointer, and giving the NULL pointer this special significance (references must always alias objects, not a dereferenced NULL pointer).

据我所知，对“哨兵”引用的需求确实常常是使用指针而不是引用的原因。我想知道的是:为什么 C++ 没有引用的特殊“NULL 值”？看起来它几乎不需要指针，这将解决许多问题。

那么为什么它不是语言规范的一部分呢？

编辑:

我不确定我的问题是否清楚 - 我想我不是在乱问 NULL 引用。我经常在 C++ 中读到“引用就是对象”。而且，在大多数 OOP 语言中，对象可以为 NULL - Pascal、C#、Java、JavaScript、PHP 等。在所有这些语言中，您可以执行 someObject = null 或 someObject := nil。事实上，Pascal 也支持指针，但仍然允许对象为 nil，因为它有它的用途。那么，为什么 C++ 有某种特殊之处并且没有 NULL 对象呢？这只是一个疏忽还是一个实际的决定？

Answer 1

因为引用具有指向一个永不改变的有效内存地址的语义；即取消引用它是安全/定义的，因此不需要 NULL 检查。不能按设计重新分配引用。

当 var 可以为 NULL 并且客户端代码必须处理这种情况时，您可以使用指针。当您可以保证有效/初始化的内存地址时，您可以使用引用。

使用指针的一个例子是作为一个类的成员来存储对某个实例的“引用”，该实例在类构造时可能未知或无法初始化。但是，成员引用必须在构建时初始化(通过初始化列表)并且它们的赋值不能延迟。

如果您允许空引用，那么除了语法之外，它与指针没有什么不同(需要进行相同的 NULL 检查。)

更新:

"And, in most OOP languages, objects can be NULL - Pascal, C#, Java, JavaScript, PHP, etc. [...] So why is C++ somehow special and doesn't have a NULL object? Was it just an overlook or an actual decision?"

我想你对此有点困惑。 Java 和 C# 等可能给人“NULL 对象” 的印象，但这些对象引用或多或少像 C++ 指针，具有更简单的语法、GC 检测和异常抛出。在这些语言中，如果您对“空对象”进行操作，您将得到某种异常，例如 NullReferenceException (C#)。该死，在 Java 中它被称为 NullPointerException。

在安全使用它们之前，您必须检查 null。有点像 C++ 指针(除了在大多数托管语言中，指针默认初始化为 NULL，而在 C++ 中，通常由您负责设置初始指针值(否则未定义/任何内存已经存在))。

C++ 的观点是关于有选择，因此是冗长的:

• 使用普通指针做你喜欢做的事，必要时检查 NULL。
• 使用具有编译器强制有效性语义/约束的引用。
• 滚动您自己的智能指针，这些指针会按照您希望的方式进行簿记和行为。
• 如果需要，使用 void 指针(谨慎!)引用未类型化的内存块。