INVALID_HANDLE_VALUE 、 NULL、nullptr 和 nullptr_t 的联系
一、INVALID_HANDLE_VALUE
1、源码
1 // WinNT.h
2 typedef void *HANDLE;
3 // BaseTsd.h
4 typedef _W64 long LONG_PTR, *PLONG_PTR;
5 // WinBase.h
6 #define INVALID_HANDLE_VALUE ((HANDLE)(LONG_PTR)-1)
2、解析
(1)HANDLE 实际上是 void 指针类型,-1 经过(HANDLE)(LONG_PTR)之后,转成了 0xffffffff 。
(2)原因:
-1 的二进制为 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001,但数据在内存中是以补码形式存在的,故内存中存储的数据为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111,按照 void* 去读取时,该值的结果为:0xffff ffff 了。
二、NULL
我们知道,在 C 语言中,NULL 通常被定义为:#define NULL ((void *)0)
所以说 NULL 实际上是一个空指针,如果在 C 语言中写入以下代码,编译是没有问题的,因为在C语言中把空指针赋给 int 和 char 指针的时候,发生了隐式类型转换,把 void 指针转换成了相应类型的指针。
1 int *pi = NULL;
2 char *pc = NULL;
但是问题来了,以上代码如果使用 C++ 编译器来编译则是会出错的,因为 C++ 是强类型语言,void* 是不能隐式转换成其他类型的指针的,所以实际上编译器提供的头文件做了相应的处理:
1 #ifdef __cplusplus
2 #define NULL 0
3 #else
4 #define NULL ((void *)0)
5 #endif
可见,在 C++ 中,NULL 实际上是 0。因为 C++ 中不能把 void* 类型的指针隐式转换成其他类型的指针,所以为了解决空指针的表示问题,C++ 引入了 0 来表示空指针,这样就有了上述代码中的 NULL 宏定义。
但是实际上,用NULL代替 0 表示空指针在函数重载时会出现问题,程序执行的结果会与我们的想法不同,举例如下:
#include <iostream>
using namespace std;
void func(void* i)
{
cout << "func1" << endl;
}
void func(int i)
{
cout << "func2" << endl;
}
void main(int argc,char* argv[])
{
func(NULL);
func(nullptr);
getchar();
}
在这段代码中,我们对函数 func 进行可重载,参数分别是 void* 类型和 int 类型,但是运行结果却与我们使用 NULL 的初衷是相违背的,因为我们本来是想用 NULL 来代替空指针,但是在将 NULL 输入到函数中时,它却选择了 int 形参这个函数版本,所以是有问题的,这就是用 NULL 代替空指针在 C++ 程序中的二义性。
为了解决上述问题,C++11 引入了 nullptr,专门表示空指针。
三、nullptr
从上面的例子中我们可以看到,使用 nullptr 作为实参,确实选择了正确的以 void* 作为形参的函数版本。
此时又引入了新的问题,如下所示:
#include <cstddef>
#include <iostream>
void f(int* pi)
{
std::cout << "Pointer to integer overload\n";
}
void f(double* pd)
{
std::cout << "Pointer to double overload\n";
}
int main()
{
int* pi; double* pd;
f(pi);
f(pd);
f(nullptr); // 不知调用哪个重载函数。
}
四、nullptr_t
std::nullptr_t 是空指针字面量 nullptr 的类型。它是既非指针类型亦非指向成员指针类型的独立类型。
对于nullptr_t 的类型可以定义如下:
class nullptr_t
{
public:
template<class T>
inline operator T*() const //定义类型转换操作符,使nullptr_t 可转为任意非类成员指针类型
{ return 0; }
//重载类型转换操作符,使 nullptr_t 可以转换为类 C 中任意的指针类型(数据成员指针/函数成员指针)
//对类中数据成员的指针,T 将被推导为数据成员的类型 eg: int (X::*); 此时 T 为 int,C 为 X
//对类中函数成员的指针,T 将被推导为函数成员的类型 eg: int (X::*)(int); 此时T 等效于: typedef int (T)(int)
template<class C, class T>
inline operator T C::*() const
{ return 0; }
private:
void operator&() const;
};
const null_ptr nullptr = {}
引入 nullptr_t 目的就是为了解决多个重载函数中,形参均为指针时传入 nullptr 不知调用哪一个的问题。
#include <cstddef>
#include <iostream>
void f(int* pi)
{
std::cout << "Pointer to integer overload\n";
}
void f(double* pd)
{
std::cout << "Pointer to double overload\n";
}
void f(std::nullptr_t nullp)
{
std::cout << "null pointer overload\n";
}
int main()
{
int* pi; double* pd;
f(pi);
f(pd);
f(nullptr); // 无 void f(nullptr_t) 可能有歧义
// f(0); // 歧义调用:三个函数全部为候选
// f(NULL); // 若 NULL 是整数空指针常量则为歧义
// (如在大部分实现中的情况)
}
结果:
1 Pointer to integer overload
2 Pointer to double overload
3 null pointer overload
五、总结
句柄初始化,使用 INVALID_HANDLE_VALUE 。
指针初始化的方法有 NULL、nullptr。
NULL 在 C++ 中就是 0,这是因为在 C++ 中 void* 类型是不允许隐式转换成其他类型的,所以之前 C++ 中用 0 来代表空指针,但是在重载整形的情况下,会出现上述的问题。所以,C++11 加入了 nullptr,可以保证在任何情况下都代表空指针,而不会出现上述的情况,因此,建议以后还是都用 nullptr 替代 NULL 吧,而 NULL 就当做 0 使用。
引入 nullptr_t 目的是解决重载函数的形参都为指针时,传入 nullptr 歧义的问题。增加形参为 nullptr_t,可以明确告诉编译器,对于形参为 nullptr 的调用,直接调用 nullptr_t 的版本。
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