NULL (Си)

NULL в языках программирования Си и C++ — макрос, объявленный в заголовочном файле stddef.h (и других заголовочных файлах). Значением этого макроса является зависящая от реализации константа нулевого указателя (англ. null pointer constant). Константа нулевого указателя — это целочисленное константное выражение со значением 0, или (только в Си) такое же выражение, но приведённое к типу void *. Константа нулевого указателя, приведённая к любому типу указателей, является нулевым указателем. Гарантируется, что нулевой указатель не равен указателю на любой объект (в широком смысле слова, любые данные) или функцию. Гарантируется, что любые два нулевых указателя равны между собой. Разыменовывание нулевого указателя является операцией с неопределённым поведением.

Иначе говоря, реализация предоставляет специальное значение — константу нулевого указателя, которую можно присвоить любому указателю и такой указатель при сравнении не будет равен любому «корректному» указателю. То есть, можно считать, что нулевой указатель не содержит корректный адрес в памяти.

Использование

Нулевые указатели придуманы как удобный способ «отметить» указатели, которые заведомо не указывают на корректный адрес в памяти. Например, при объявлении указателя как автоматической переменной его значение не определено. Чтобы отметить, что этот указатель ещё не содержит корректный адрес в памяти, такому указателю присваивают константу нулевого указателя:

void f(void)
{
  int *x = NULL;
  /* ... */
}

Хорошим стилем программирования является присваивание указателю после освобождения памяти, на которую он ссылался, нулевого указателя, так как автоматически этого не происходит (зачастую, после освобождения памяти значение адреса, на который указывает указатель, остается тем же, но память уже может быть недоступна и выделена под другой объект). Кроме этого, применение обнуления указателей актуально для безопасности освобождения памяти: операция delete безопасна для нулевого указателя. Например:

TYPE *foo = new TYPE();
//использование foo
delete foo;// foo != NULL
//еще 100 строк кода
delete foo;//ОШИБКА! память уже недоступна

в то время как в таком варианте ошибки не будет

TYPE *foo = new TYPE();
//использование foo
delete foo;// foo != NULL
foo = NULL;// foo == NULL
//еще 100 строк кода
delete foo;//ошибки нет: delete проверяет значение foo

Разыменовывание нулевых указателей

Разыменовывание нулевого указателя является операцией с неопределённым поведением. На реализацию не накладывается никаких ограничений: может произойти, например, обращение к памяти, не предназначенную для использования данной программой (то есть при чтении будет считан «мусор», а при записи — значение будет записано в область памяти, не принадлежащую программе). Однако, чаще всего это приводит к ошибке времени выполнения (если в операционной системе реализована защита памяти и доступ в невыделенную процессу память блокируется). Например, в Windows 9x сообщение «Общая ошибка защиты» — «Программа выполнила недопустимую операцию и будет закрыта» (англ. general protection fault, GPF) выдаётся как раз в тех случаях, когда программа обращается в память по некорректному (в том числе неинициализированному или уже освобождённому) указателю. В Unix-подобных операционных системах в таких ситуациях процесс получает сигнал SIGSEGV и его обработчик выводит сообщение «Segmentation fault».

Нулевые указатели в C++

В отличие от классического Си в C++ значение пустого указателя предопределено стандартом языка и всегда равно 0 (целочисленному нулю, приведённому к типу «указатель»). Поэтому в программах на C++ не только возможно, но и рекомендуется использовать значение 0 вместо NULL, (в отличие от макроса NULL, числовое значение не может быть случайно переопределено), однако некоторые программисты считают, что это ухудшает читаемость исходного кода.

См. также

• Ошибка сегментации

Ссылки

• http://c-faq.com/null/null1.html (англ.)
• http://c-faq.com/null/varieties.html (англ.)

Примечания