本文介紹 C++11 標(biāo)準(zhǔn)中新添加的 long long 超長(zhǎng)整型和 nullptr 初始化空指針。

1. C++11：long long 超長(zhǎng)整型

C++ 11 標(biāo)準(zhǔn)中，基于整數(shù)大小的考慮，共提供了如下表所示的這些數(shù)據(jù)類(lèi)型。與此同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中還明確限定了各個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型最少占用的位數(shù)。

C++11 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每種整數(shù)類(lèi)型必須同時(shí)具備有符號(hào)（signed）和無(wú)符號(hào)（unsigned）兩種類(lèi)型，且每種具體的有符號(hào)整形和無(wú)符號(hào)整形所占用的存儲(chǔ)空間（也就是位數(shù)）必須相同。不過(guò)需要注意的是，C++11 標(biāo)準(zhǔn)中只限定了每種類(lèi)型最少占用多少存儲(chǔ)空間，不同的平臺(tái)可以占用不同的存儲(chǔ)空間。

在上表羅列的這些數(shù)據(jù)類(lèi)型中，long long 超長(zhǎng)整型是 C++ 11 標(biāo)準(zhǔn)新添加的。其實(shí)早在 1995 年，就有人提議將 long long 整形寫(xiě)入 C++ 98 標(biāo)準(zhǔn)，但被委員會(huì)拒絕了。而后 long long 整形被 C99 標(biāo)準(zhǔn)（C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)之一）采納，并逐漸被很多編譯器支持，于是 C++ 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)重新決定將 long long 整形寫(xiě)入 C++ 11 標(biāo)準(zhǔn)中。

如同 long 類(lèi)型整數(shù)需明確標(biāo)注 "L" 或者 "l" 后綴一樣，要使用 long long 類(lèi)型的整數(shù)，也必須標(biāo)注對(duì)應(yīng)的后綴：

• 對(duì)于有符號(hào) long long 整形，后綴用 "LL" 或者 "ll" 標(biāo)識(shí)。例如，"10LL" 就表示有符號(hào)超長(zhǎng)整數(shù) 10；
• 對(duì)于無(wú)符號(hào) long long 整形，后綴用 "ULL"、"ull"、"Ull" 或者 "uLL" 標(biāo)識(shí)。例如，"10ULL" 就表示無(wú)符號(hào)超長(zhǎng)整數(shù) 10。

如果不添加任何標(biāo)識(shí)，則所有的整數(shù)都會(huì)默認(rèn)為 int 類(lèi)型。

對(duì)于 long long 類(lèi)型來(lái)說(shuō)，如果想了解當(dāng)前平臺(tái)上 long long 整形的取值范圍，可以使用<climits>頭文件中與 long long 整形相關(guān)的 3 個(gè)宏，分別為 LLONG_MIN、LLONG_MAX 和 ULLONG_MIN：
1）LLONG_MIN：代表當(dāng)前平臺(tái)上最小的 long long 類(lèi)型整數(shù)；
2）LLONG_MAX：代表當(dāng)前平臺(tái)上最大的 long long 類(lèi)型整數(shù)；
3）ULLONG_MIN：代表當(dāng)前平臺(tái)上最大的 unsigned long long 類(lèi)型整數(shù)（無(wú)符號(hào)超長(zhǎng)整型的最小值為 0）。
舉個(gè)例子：

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <climits>
using namespace std;

int main()
{
    cout <<"long long最大值：" << LLONG_MIN <<" "<< hex << LLONG_MIN <<"\n";
    cout << dec <<"long long最小值：" << LLONG_MAX << " " << hex << LLONG_MAX << "\n";
    cout << dec << "unsigned long long最大值：" << ULLONG_MAX << " " << hex << ULLONG_MAX;
    return 0;
}

程序執(zhí)行結(jié)果為（不唯一）：

long long最大值：-9223372036854775808 8000000000000000
long long最小值：9223372036854775807 7fffffffffffffff
unsigned long long最大值：18446744073709551615 ffffffffffffffff

此程序中，輸出了各最大值和最小值對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制，顯然在當(dāng)前平臺(tái)（Windows10 64位操作系統(tǒng)）上，long long 超長(zhǎng)整型占用 64 位（也就是 16 個(gè)字節(jié)）的存儲(chǔ)空間。

2. C++11：nullptr 初始化空指針

實(shí)際開(kāi)發(fā)中，避免產(chǎn)生“野指針”最有效的方法，就是在定義指針的同時(shí)完成初始化操作，即便該指針的指向尚未明確，也要將其初始化為空指針。

所謂“野指針”，又稱(chēng)“懸掛指針”，指的是沒(méi)有明確指向的指針。野指針往往指向的是那些不可用的內(nèi)存區(qū)域，這就意味著像操作普通指針那樣使用野指針（例如 &p），極可能導(dǎo)致程序發(fā)生異常。

C++98/03 標(biāo)準(zhǔn)中，將一個(gè)指針初始化為空指針的方式有 2 種：

int *p = 0;
int *p = NULL; //推薦使用

可以看到，我們可以將指針明確指向 0（0x0000 0000）這個(gè)內(nèi)存空間。一方面，明確指針的指向可以避免其成為野指針；另一方面，大多數(shù)操作系統(tǒng)都不允許用戶(hù)對(duì)地址為 0 的內(nèi)存空間執(zhí)行寫(xiě)操作，若用戶(hù)在程序中嘗試修改其內(nèi)容，則程序運(yùn)行會(huì)直接報(bào)錯(cuò)。
相比第一種方式，我們更習(xí)慣將指針初始化為 NULL。值得一提的是，NULL 并不是 C++ 的關(guān)鍵字，它是 C++ 為我們事先定義好的一個(gè)宏，并且它的值往往就是字面量 0（#define NULL 0）。

C++ 中將 NULL 定義為字面常量 0，雖然能滿(mǎn)足大部分場(chǎng)景的需要，但個(gè)別情況下，它會(huì)導(dǎo)致程序的運(yùn)行和我們的預(yù)期不符。例如：

#include <iostream>
using namespace std;

void isnull(void *c){
    cout << "void*c" << endl;
}
void isnull(int n){
    cout << "int n" << endl;
}

int main() {
    isnull(0);
    isnull(NULL);
    return 0;
}

程序執(zhí)行結(jié)果為：

int n
int n

對(duì)于 isnull(0) 來(lái)說(shuō)，顯然它真正調(diào)用的是參數(shù)為整形的 isnull() 函數(shù)；而對(duì)于 isnull(NULL)，我們期望它實(shí)際調(diào)用的是參數(shù)為 void*c 的 isnull() 函數(shù)，但觀察程序的執(zhí)行結(jié)果不難看出，并不符合我們的預(yù)期。
C++ 98/03 標(biāo)準(zhǔn)中，如果我們想令 isnull(NULL) 實(shí)際調(diào)用的是 isnull(void* c)，就需要對(duì) NULL（或者 0）進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換：

isnull( (void*)NULL );
isnull( (void*)0 );

如此，才會(huì)成功調(diào)用我們預(yù)期的函數(shù)。

由于 C++ 98 標(biāo)準(zhǔn)使用期間，NULL 已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，出于兼容性的考慮，C++11 標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有對(duì) NULL 的宏定義做任何修改。為了修正 C++ 存在的這一 BUG，C++ 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)最終決定另其爐灶，在 C++11 標(biāo)準(zhǔn)中引入一個(gè)新關(guān)鍵字，即 nullptr。

在使用 nullptr 之前，需保證自己使用的編譯器支持該關(guān)鍵字。以 Visual Studio 和 codeblocks 為例，前者早在 2010 版本就對(duì) C++ 11 標(biāo)準(zhǔn)中的部分特性提供了支持，其中就包括 nullptr；如果使用后者，則需將其 G++ 編譯器版本至少升級(jí)至 4.6.1（同時(shí)開(kāi)啟 -std=c++0x 編譯選項(xiàng)）。

nullptr 是 nullptr_t 類(lèi)型的右值常量，專(zhuān)用于初始化空類(lèi)型指針。nullptr_t 是 C++11 新增加的數(shù)據(jù)類(lèi)型，可稱(chēng)為“指針空值類(lèi)型”。也就是說(shuō)，nullpter 僅是該類(lèi)型的一個(gè)實(shí)例對(duì)象（已經(jīng)定義好，可以直接使用），如果需要我們完全定義出多個(gè)同 nullptr 完全一樣的實(shí)例對(duì)象。

值得一提的是，nullptr 可以被隱式轉(zhuǎn)換成任意的指針類(lèi)型。舉個(gè)例子：

int * a1 = nullptr;
char * a2 = nullptr;
double * a3 = nullptr;

顯然，不同類(lèi)型的指針變量都可以使用 nullptr 來(lái)初始化，編譯器分別將 nullptr 隱式轉(zhuǎn)換成 int*、char* 以及 double* 指針類(lèi)型。

另外，通過(guò)將指針初始化為 nullptr，可以很好地解決 NULL 遺留的問(wèn)題，比如：

#include <iostream>
using namespace std;

void isnull(void *c){
    cout << "void*c" << endl;
}
void isnull(int n){
    cout << "int n" << endl;
}

int main() {
    isnull(NULL);
    isnull(nullptr);
    return 0;
}

程序執(zhí)行結(jié)果為：

int n
void*c

借助執(zhí)行結(jié)果不難看出，由于 nullptr 無(wú)法隱式轉(zhuǎn)換為整形，而可以隱式匹配指針類(lèi)型，因此執(zhí)行結(jié)果和我們的預(yù)期相符。

總之在 C++11 標(biāo)準(zhǔn)下，相比 NULL 和 0，使用 nullptr 初始化空指針可以令我們編寫(xiě)的程序更加健壯。