元组适用于 nullptr 但不适用于 NULL

Question

我有以下代码，其中 std::tuple 适用于 nullptr 但不适用于 NULL。

#include <iostream>
#include <tuple>

int main()
{
tuple<int*> t1, t2;

t1 = std::make_tuple(NULL);
t2 = std::make_tuple(nullptr);
}

使用 C++11 编译时，代码在使用 nullptr 时有效，但在使用 NULL 时会出现以下错误。

In file included from tuple.cpp:2:
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5.4.0/../../../../include/c++/5.4.0/tuple:447:8: error: assigning to 'int *' from incompatible type 'long'
            = std::forward<_UHead>(_Tuple_impl<_Idx, _UHead>::_M_head(__in));
              ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5.4.0/../../../../include/c++/5.4.0/tuple:575:36: note: in instantiation of function template specialization 'std::_Tuple_impl<0, int *>::operator=<long>' requested here
          static_cast<_Inherited&>(*this) = std::move(__in);
                                          ^
tuple.cpp:13:8: note: in instantiation of function template specialization 'std::tuple<int *>::operator=<long, void>' requested here
    t1 = std::make_tuple(NULL);
       ^
1 error generated.

这里，NULL的类型是long int，并且元组足够严格，不接受。

我们怎样才能使它也使用 NULL 工作，因为我们的客户说它在与 nvcc 编译器一起使用时可以工作（当他们在 CUDA 代码中使用上述 sn-p 时），但它不能工作。

Answer 1

我们怎样才能让它也使用 NULL 来工作

您可以使用std::make_tuple<int*>(NULL) 或简单地使用std::tuple<int*>(NULL)。但更喜欢使用nullptr。

您面临的问题是nullptr 被引入该语言的原因。在引入之前，唯一的标准空指针文字是 0（0L 等也是有效的），这就是 NULL 扩展¹ 到的内容。

问题在于 0 不仅是一个指针字面量，而且实际上也是一个整数字面量。在模板类型参数推导中优先考虑的是文字的整数性质，std::make_tuple(NULL) 可能会导致std::tuple<int> 或std::tuple<long>，具体取决于NULL 的确切定义。而且这些元组不能隐式转换为std::tuple<int*>。

---

¹ 从技术上讲，既然nullptr 是语言，NULL 也可以扩展到该语言。但这不太可能发生。

Answer 2

nullptr 有自己的类型 std::nullptr_t 的原因之一是文字 0 很特殊：

[conv.ptr]/1

空指针常量 是一个整数文字 ([lex.icon])，其值为 0 或类型为 std​::​nullptr_­t 的纯右值。 空指针常量可以转换为指针类型；结果是该类型的空指针值（[basic.compound]），并且可以与对象指针或函数指针类型的所有其他值区分开来。 [...]

您可以将0（或0l）转换为任何指针类型，但您不能将1（或1l）或任何其他整数转换为任何指针类型（无需显式转换，即是）。

只要您将 NULL 定义为文字 (#define NULL 0l) 的宏并在需要进行此转换的地方直接使用它，就可以正常工作。但这使得完美转发不可能：一个函数（例如std::make_tuple）在传递NULL时将T&&推导出为long，失去了0的特殊属性字面意思。

作为一种解决方案，nullptr 被创建并赋予其自己的类型 std::nullptr_t，并具有类似于 0 文字的隐式转换。这意味着nullptr（但不是NULL）的完美转发保留了这种“特殊性”。

底线：如果您想使用 C++11 功能（尤其是完美转发），例如 std::make_X，请使用 nullptr 而不是 NULL（或 0）。

没有“让它发挥作用”。在符合标准的编译器（参见[support.types.nullptr]/2 和脚注）中使用NULL 和make_tuple 将导致这个确切的问题。不要使用NULL 或不要使用make_tuple，这是您问题的唯一答案。

Answer 3

t1 和 t2 是否必须是同一类型的对象？

a) 是的情况

t2 = std::make_tuple(static_cast<int*>(NULL));

b) 没有案例

std::tuple<decltype(NULL)> t2;

Answer 4

似乎使用的编译器将宏NULL定义为空指针常量0L。

所以在这个声明中

t1 = std::make_tuple(NULL);

正确表达式的类型是std::tuple<long>。

尝试运行以下演示程序

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <tuple>
#include <type_traits>

int main() 
{
    auto t = std::make_tuple( NULL );

    std::cout << std::boolalpha 
              << std::is_same<std::tuple<long>, decltype( t )>::value << '\n';

    return 0;
}

它的输出是

true

所以推导出元组的参数类型为long。

其实这个说法

t1 = std::make_tuple(NULL);

语义上等价于以下代码

#include <iostream>

int main() 
{
    int *p;
    long v = 0L;

    p = v;

    return 0;
} 

编译器会发出类似这样的错误

prog.cpp:8:6: error: invalid conversion from ‘long int’ to ‘int*’ [-fpermissive]
  p = v;
      ^

您需要将NULL 显式转换为int * 类型。例如

t1 = std::make_tuple( ( int * )NULL);

尽管无论如何最好使用nullptr。这就是 C++ 中引入指针字面量nullptr 的原因。

那么你使用的是指针字面量nullptr，那么它就可以隐式地转换为int * 类型。在这种情况下，分配是正确的。考虑

#include <iostream>

int main() 
{
    int *p;
    std::nullptr_t v = nullptr;

    p = v;

    return 0;
}