通过 T * 匹配 nullptr答案

【问题标题】：matching nullptr by T *通过 T * 匹配 nullptr
【发布时间】：2016-02-02 12:49:24
【问题描述】：

使用boost::variant的指向AST节点的指针，它可以包含特殊类型的值std::nullptr_t，表示为空，我遇到了问题：[] (auto /* const */ * p) { /* use p */; }形式的通用访问者或以下形式：

struct V
{
    template< typename T >
    void operator () (T /* const */ * p)
    { /* use p */; }
};

无法处理std::nullptr_t 类型的值。

有很多可以想象的解决方法，但问题出现了：有没有很好的解释为什么没有（很可能受到高度限制）decltype(*nullptr) 在语言中输入（*nullptr 格式不正确，std::remove_pointer_t< std::nullptr_t > std::nullptr_t 在 libc++ 中）？这有理论上的原因吗？

【问题讨论】：

"std::nullptr_t 是空指针字面量 nullptr 的类型。它是一种独特的类型，它本身不是指针类型或指向成员类型的指针。"所以std::remove_pointer_t 是多余的。
另外，我认为使nullptr_t 成为一种类型的目的是为了可以为它编写重载和特化，因为很多人使用空值作为标志。
有abominable function types，但语言中没有此类类型的实例。在这方面，我认为取消引用的 nullptr 的类型与它们相似。
@AndyG 在通用代码中我经常只想分离指针并进一步转发它们。
std::is_pointer 和std::is_null_pointer 说std::is_pointer< std::nullptr_t >::value 应该是false。你确定你的静态断言吗？

标签： c++ pointers c++11 metaprogramming generic-programming

【解决方案1】：

是否有很好的解释为什么语言中没有（很可能是高度受限的）decltype(*nullptr) 类型（*nullptr 格式错误，并且 std::remove_pointer_t 在 libc++ 中是 std::nullptr_t )?这有理论上的原因吗？

我认为要回答这个问题，我们必须看看 Herb Sutter 和 Bjarne Stroustrup 提出的N1601。

有几个部分对我来说很突出，尤其是

4.10 [conv.ptr]

空指针常量或 nullptr_t 类型的对象可以转换为指针类型；结果是该类型的空指针值

和 4.11 [conv.mem]：

空指针常量 (4.10) 或 nullptr_t (4.10) 类型的对象可以转换为指针会员类型；结果是该类型的空成员指针值

因此，如果传递 nullptr 或 nullptr_t 的结果是给定指针类型的空指针，那么取消引用它是有意义的（例如，通过 decltype(*nullptr) 将与取消引用任何其他类型相同空指针。（在 delctype(*nullptr) 的特定情况下，我认为这类似于取消引用空 void*）。也就是说，你不应该这样做。

std::remove_pointer_t<:nullptr_t> 是 std::nullptr_t

这是真的原因很简单，但为什么更难理解。

原因：

std::nullptr_t 是空指针字面量 nullptr 的类型。它是一种独特的类型，它本身不是指针类型或指向成员类型的指针。

鉴于此，std::remove_pointer_t 没有任何效果是有道理的，因为nullptr_t 不是指针类型。

为什么

在 N1601 中，Sutter 和 Stroustrup 说

nullptr_t 不是保留字。它是中定义的 decltype(nullptr) 的 typedef（如其 _t typedef 所示）。我们不希望在实际程序中看到很多直接使用 nullptr_t 的情况。

事实上，这似乎已经发生了。例如 Clang 3.9.0 在 stddef.h 中有以下内容：

namespace std { typedef decltype(nullptr) nullptr_t; }
using ::std::nullptr_t;

（而且他们对nullptr_t 出现在许多程序中的情况是正确的）。

这仍然不能解释为什么它是这样定义的。要做到这一点，我认为我们需要回到更远的时间到N1488，同样是 Sutter 和 Stroustrup 所说的：

在 C++ 中使用值 0 来表示不同的事物（指针常量和 int）导致至少自 1985 年以来在 C++ 的教学、学习和使用方面存在的问题。特别是：

区分零和零。空指针和整数0无法区分非常适合重载解决方案。例如，给定两个重载函数f(int) 和f(char*)，呼叫f(0) 明确解析为f(int)。没有办法用空指针值，无需编写显式转换（即f((char*)0)）或使用命名变量。请注意，这意味着今天的空指针0 没有可表达的类型。

命名为空。此外，程序员经常要求空指针常量有一个名称（而不仅仅是0）。这是宏 NULL 存在的原因之一，尽管该宏是不足的。（如果空指针常量有一个类型安全的名称，这也将解决以前的问题，因为它可以与整数 0 区分开来进行重载解析和一些错误检测。）

我认为这很好地解释了原因；程序员需要一种方法来区分 in 重载的指针和整数值，并且由于 NULL 通常定义为 0，它通常被解释为整数类型，因此没有简单的方法来强制重载决议选择指针超载。现在我们有了nullptr，我们可以区分指针类型和非指针类型，这完全避免了这个问题。

【讨论】：