37、空指针：NULL与nullptr的区别及解引用风险

空指针，这玩意儿是C语言里最经典的坑之一。我入行那会儿，第一次因为解引用空指针导致程序崩溃，debug了一整个下午。后来发现，其实就是少了个判空。嗯，从那以后，我对空指针就格外敏感。

今天咱们聊聊两个东西：NULL 和 nullptr。很多人觉得它们差不多，其实差别不小。再加上解引用空指针的风险，这几乎是每个嵌入式工程师都会遇到的噩梦。

NULL 是什么？

NULL 在C语言里，其实就是一个宏定义。通常是这样：

#define NULL ((void*)0)

说白了，它就是 0 的一个别名。只不过编译器把它当作指针来看待。但这里有个问题——NULL 的类型是 void*，不是具体的指针类型。这在C++里会引发一些麻烦。

举个例子：

void func(int* p);
void func(int n);

func(NULL);  // 到底调用哪个？

在C++里，NULL 会被当作整数 0 来处理，于是编译器会优先调用 func(int)。这显然不是我们想要的。我在项目中遇到过这种重载歧义，排查起来特别头疼。

nullptr 的诞生

nullptr 是C++11引入的关键字。它的类型是 std::nullptr_t，可以隐式转换为任何指针类型，但不会转换为整数。这就解决了上面的歧义问题。

func(nullptr);  // 明确调用 func(int*)

我个人习惯在C++项目里一律用 nullptr，不再碰 NULL。你想想看，既然语言提供了更安全的工具，为什么不用呢？

C语言里怎么办？

如果你还在写纯C代码，那只能用 NULL。不过别担心，C语言里没有函数重载，所以 NULL 的歧义问题基本不存在。但要注意一点：NULL 和 0 在C里是等价的，所以有些编译器可能会给出警告。

我建议在C代码里，指针初始化统一用 NULL，不要用 0。这样代码可读性更好，别人一看就知道这是个指针。

解引用空指针的风险

这才是重点。解引用空指针，说白了就是访问地址为 0 的内存。操作系统通常不允许这么做，于是程序就会崩溃——段错误（Segmentation Fault）。

为什么会这样？因为地址 0 被操作系统保留，用来捕获空指针错误。你一旦访问，内核就会发信号干掉你的进程。

在嵌入式环境里，情况更复杂。有些单片机没有MMU，地址 0 可能是合法的内存区域。这时候解引用空指针不会崩溃，但会读写到不该碰的地方，导致各种诡异的问题。我曾经在一个ARM Cortex-M3的项目里遇到过，空指针赋值后系统没死，但某个全局变量莫名其妙变了。查了两天才发现是空指针的锅。

如何避免空指针解引用？

方法其实很简单，就两条：

1. 初始化指针时赋空：int* p = NULL; 或 int* p = nullptr;
2. 使用前判空：if (p != NULL) { *p = 42; }

听起来像废话对吧？但我在代码审查里，几乎每次都能看到有人忘了判空。尤其是函数参数，传进来的指针是不是空，你根本不知道。

void set_value(int* p, int val) {
    if (p == NULL) {
        return;  // 或者打印错误日志
    }
    *p = val;
}

嗯，这里要注意：判空之后，要么返回错误码，要么直接 return。千万别继续往下走。

NULL 与 nullptr 的对比

特性	NULL	nullptr
语言	C / C++	C++11 及以上
本质	宏，通常为 ((void*)0) 或 0	关键字，类型为 std::nullptr_t
类型安全	差，可被当作整数	好，只能转为指针
重载场景	可能引发歧义	无歧义
推荐用法	C 代码	C++ 代码

知识结构图

下面这张图帮你理清空指针的核心知识点：

避坑指南

我曾经在一个通信协议栈里，因为没判空，导致野指针覆盖了关键配置数据。设备运行了三天才出问题，排查起来简直要命。从那以后，我给自己定了几条铁律：

• 所有指针变量定义时，必须初始化（NULL 或 nullptr）。
• 所有函数参数如果是指针，必须判空（除非文档明确说不会传空）。
• 释放内存后，立即把指针置空：free(p); p = NULL;
• 代码审查时，空指针相关逻辑必须逐行过。

说白了，空指针问题不是技术难题，而是习惯问题。你只要养成每次用指针前都问自己一句“它会不会是空？”的习惯，就能避开90%的坑。

嗯，今天就聊到这儿。记住：NULL 和 nullptr 的区别要搞清楚，但更重要的是——别解引用空指针。

---