C++0x：static_assert 和 nullptr

之前已經介紹了 C++0x 的 auto、decltype 和 Lambda expression 了～而這一篇，則是繼續介紹一下 static_assert 和 nullptr 這兩項。

static_assert

static_assert 基本上是用來讓編譯器在編譯階段產生錯誤，並輸出給定的錯誤訊息的 declaration；他可以判斷給定的 constant expression，在不符合條件的情況下，就讓編譯器編譯失敗，產生錯誤訊息。他的形式很簡單，就是：

static_assert( constant-expression, string-literal );

static_assert 在 constant-expression 為 true（或非 0）的時候，完全不會有任何反應，但是如果是 false（或 0）的時候，就會讓編譯器編譯失敗，將 string-literal 當作錯誤訊息顯示出來。

這樣可以怎麼使用呢？主要就是拿來做一些編譯階段就可以做的判斷了～例如在 MSDN 上給的一個例子就是用來判斷編譯器是否能夠支援 64-bit：

static_assert(
  sizeof(void *)==4,
  "64-bit code generation is not supported."
);

另外在 Visual C++ Team Blog 的《Lambdas, auto, and static_assert: C++0x Features in VC10, Part 1》一文中，也有一個用來針對 template struct 做參數確認的例子：

template <int N>
struct Kitten
{
  static_assert(N < 2, "Kitten<N> requires N < 2.");
};

透過這樣的寫法，可以限制 Kitten 這個 template struct 的參數 N 需要小於 2，如果遇到不符合的情況下，會直接無法編譯。

在 Heresy 來看，static_assert 應該是比較適合用在函示庫的開發上；透過使用 static_assert，可以直接在編譯階段就針對使用這個函示庫的程式做檢查，如果有問題就直接透過編譯錯誤的訊息來告訴開發者，而不需要在 run-time 再來做確認。

另外，在 open-std 的文件裡，還有許多其他例子可以參考，有興趣的話可以參考看看。

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nullptr

nullptr 這個特殊的常數，是用來代表指標沒有指向任何東西用的。

在以往的 C / C++ 裡，要將指標設定不指向任何東西，都是將他的值設定為 0（NULL 實際上也只是定義為 0 的 macro）就結束了。這樣有什麼缺點的？主要就是 null pointer 和 0 之間在某些狀況下會產生混淆、無法分辨了～假設現在有兩個函式：

void f(int){ printf( "intn" ); }
void f(char*){ printf( "char*n" ); }

而在這種情況下，如果用下面四種方法呼叫的話，會分別得到不同的結果：

f( NULL );     // int, compile error in GCC
f( 0 );        // int
f( (char*)0 ); // char*
f( (void*)0 ); // compile error

也就是說，除非透過 explicit cast 的方式強制把 0 轉型成 char*（上方第三行的寫法），不然是沒辦法呼叫到 f(char*) 的。

而 nullptr 就是為了解決這樣的問題而制定出來的一個新的特別常數，型別應該是「nullptr_t」；由於他純粹就代表一個沒有指到任何東西的指標，型別也不是 int，所以就不會和 0 有所衝突了！也就是說，現在呼叫 f( nullptr ); 就可以呼叫到 f(char*) 了～

不過，要使用 nullptr 的話，還有一些地方是和使用現有的 NULL 不同的地方，像是：

• nullptr 不能轉型成 boolean 變數，所以不能使用 if( nullptr ){…} 這樣的寫法。

• nullptr 不是數值，所以不能用來指定成 int 的值，例如 int n = nullptr; 就是錯誤的寫法；另外他也不能用來和 int 做比較，例如 下面的寫法也是無法正確編譯的：

  int n2 = 0;
   
  if( n2 == nullptr )
  {...}

另外，下面也還有一些更進階的使用例子：

template<typename T> void g( T* t );
g( nullptr );          // error
g( (float*)nullptr ); // deduces T = float
  
template<typename T> void h( T t );
h( 0 );               // deduces T = int
h( nullptr );         // deduces T = nullptr_t
h( (float*)nullptr ); // deduces T = float*

其他細節可以參考 Open STD 的《A name for the null pointer: nullptr》一文。