在 C++ 中检查空对象

Question

我大部分时间只使用 C，但在 C++ 中遇到了一些不熟悉的问题。

假设我在 C 中有一些这样的函数，这将是非常典型的：

int some_c_function(const char* var)
{
    if (var == NULL) {
        /* Exit early so we don't dereference a null pointer */
    }
    /* The rest of the code */
}

假设我正在尝试用 C++ 编写一个类似的函数：

int some_cpp_function(const some_object& str)
{
    if (str == NULL)  // This doesn't compile, probably because some_object doesn't overload the == operator

    if (&str == NULL) // This compiles, but it doesn't work, and does this even mean anything?
}

基本上，我要做的只是防止在使用 NULL 调用 some_cpp_function() 时程序崩溃。

• 使用 C++ 对象执行此操作的最典型/最常见的方法是什么（不涉及重载 == 运算符）？

• 这是正确的方法吗？也就是说，我不应该编写将对象作为参数的函数，而是编写成员函数吗？ （但即便如此，请回答原问题）

• 在采用对象引用的函数或采用 C 风格指针指向对象的函数之间，是否有理由选择一个而不是另一个？

Answer 1

基本上，我要做的就是 防止程序崩溃时 some_cpp_function() 被调用 空。

无法使用 NULL 调用函数。拥有引用的目的之一是，它将始终指向某个对象，因为您必须在定义它时对其进行初始化。不要将引用视为花哨的指针，将其视为对象本身的别名。那么就不会出现这种混乱了。

Answer 2

引用不能为 NULL。该接口使您可以将真实对象传递给函数。

所以没有必要测试 NULL。这也是 C++ 中引入引用的原因之一。

请注意，您仍然可以编写一个接受指针的函数。在这种情况下，您仍然需要测试 NULL。如果该值为 NULL，那么您就像在 C 中一样提前返回。注意：当指针为 NULL 时，您不应该使用异常。如果参数永远不应为 NULL，那么您将创建一个使用引用的接口。

Answer 3

C++ 引用既不是指针也不是 Java/C# 样式的引用，并且不能为 NULL。它们的行为就好像它们是另一个现有对象的别名。

在某些情况下，如果您的代码中存在错误，您可能会获得对已经死亡或不存在的对象的引用，但您能做的最好的事情是希望程序尽快终止以便能够调试发生了什么以及您的程序损坏的原因。

也就是说，我已经看到代码检查“空引用”的操作类似于：if ( &reference == 0 )，但标准很清楚，在格式良好的程序中不能有空引用。如果引用绑定到空对象，则程序格式错误，应予以纠正。如果您需要可选值，请使用指针（或诸如boost::optional 之类的更高级别的构造），而不是引用。

Answer 4

正如大家所说，引用不能为空。那是因为，引用指的是一个对象。在您的代码中：

// this compiles, but doesn't work, and does this even mean anything?
if (&str == NULL)

您正在获取对象str 的地址。根据定义，str 存在，所以它有一个地址。所以，它不可能是NULL。因此，从句法上讲，上述内容是正确的，但从逻辑上讲，if 条件总是为假。

关于您的问题：这取决于您想做什么。您希望函数能够修改参数吗？如果是，请传递参考。如果没有，不要（或传递对const 的引用）。有关详细信息，请参阅this C++ FAQ。

通常，在 C++ 中，大多数人更喜欢通过引用传递而不是传递指针。原因之一正是您发现的：引用不能是NULL，从而避免了在函数中检查它的麻烦。

Answer 5

在引用的情况下，可以使用一个特殊的指定对象作为空对象，如下：

class SomeClass {
    public:
        int operator==(SomeClass &object) {
            return (this == &object);
        }

    static SomeClass NullObject;
};

SomeClass SomeClass::NullObject;

void print(SomeClass &val) {
    if(val == SomeClass::NullObject)
        printf("\nNULL");
    else
        printf("\nNOT NULL");
}

Answer 6

您应该只对指针使用 NULL。您的函数接受引用，并且它们不能为 NULL。

像在 C 中编写函数一样编写函数。

Answer 7

C++ 引用自然不能为空，你不需要检查。该函数只能通过传递对现有对象的引用来调用。

Answer 8

• 使用 C++ 对象（不涉及重载 == 运算符）最典型/最常见的方法是什么？
• 这是正确的方法吗？ IE。我不应该编写将对象作为参数的函数，而是编写成员函数吗？ （但即使是这样，请回答原来的问题。）

不，引用不能为空（除非未定义行为已经发生，在这种情况下，所有赌注都已经关闭）。是否应该编写方法或非方法取决于其他因素。

• 在采用对象引用的函数或采用 C 样式指针指向对象的函数之间，是否有理由选择其中一个？

如果需要表示“无对象”，则传递一个指向函数的指针，并让该指针为NULL：

int silly_sum(int const* pa=0, int const* pb=0, int const* pc=0) {
  /* Take up to three ints and return the sum of any supplied values.

  Pass null pointers for "not supplied".

  This is NOT an example of good code.
  */
  if (!pa && (pb || pc)) return silly_sum(pb, pc);
  if (!pb && pc) return silly_sum(pa, pc);
  if (pc) return silly_sum(pa, pb) + *pc;
  if (pa && pb) return *pa + *pb;
  if (pa) return *pa;
  if (pb) return *pb;
  return 0;
}

int main() {
  int a = 1, b = 2, c = 3;
  cout << silly_sum(&a, &b, &c) << '\n';
  cout << silly_sum(&a, &b) << '\n';
  cout << silly_sum(&a) << '\n';
  cout << silly_sum(0, &b, &c) << '\n';
  cout << silly_sum(&a, 0, &c) << '\n';
  cout << silly_sum(0, 0, &c) << '\n';
  return 0;
}

如果永远不需要表示“无对象”，那么引用就可以正常工作。事实上，运算符重载要简单得多，因为它们采用重载。

你可以使用类似 boost::optional 的东西。