0과 NULL 보다 nullptr

리터럴 0은 int이며 포인터가 아니다. 또한 NULL도 포인터 형식이 아니다.

C++98에서 0이나 NULL로 중복 적재 함수를 호출했을 때, 포인터를 받는 중복적재가 호출되는 일은 없다.

void f(int);
void f(bool);
void f(void*);

f(0);		// f(void*)가 아닌 f(int) 호출
f(NULL);	// 컴파일 되지 않을 수도 있지만, 보통은 f(int)호출

f(NULL)의 행동에 관련된 불확실성은 NULL의ㅏ 구체적인 형식을 구현의 재량에 맡긴 결과이다. 여기서 주목할 점은, 소스 코드의 외관상 의미(NULL, 즉 널 포인터로 f를 호출한다)와 실제 의미(널 포인터가 아닌 어떤 정수로 f를 호출한다)가 서로 모순된다는 것이다.

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nullptr의 장점은 정수 형식이 아니라는 점이다. 사실 포인터 형식도 아니다. nullptr은 모든 형식의 포인터 라고 생각하면 된다. nullptr의 실제 형식은 std::nullptr_t인데, std::nullptr_t 자체는 다시 nullptr의 형식으로 정의된다. std::nullptr_t는 모든 raw 포인터 형식으로 암묵적으로 변환되며, 이 덕에 nullptr은 모든 형식의 포인터처럼 행동한다.

f(nullptr);		// f(void*) 호출

nullptr가 정수 형식으로 해석되지 않기 때문에 f(void*)가 호출된다. 따라서 0이나 NULL대신 nullptr을 사용하면 중복적재가 예상과 다르게 해소되는 일이 없다.

또한 코드의 명확성도 높여준다.

auto result = findRecord( /* 인수들 */);
if (result == 0) {
...
}

findRecord의 반환 형식을 모른다면 result가 포인터형식인지 정수 형식인지 명확히 할 수 없게 된다. 반면

auto result = findRecord( /* 인수들 */);
if (result == nullptr) {
...
}

이 경우에 result는 포인터 형식임이 명백하다.

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nullptr은 템플릿이 관여할 때 특히나 빛난다.

int f1(std::shared_ptr<Widget> spw);		// 적절한 뮤텍스를 잠그고 호출해야 한다.
double f2(std::unique_ptr<Widget> upw);
bool f3(Widget* pw);

std::mutex f1m, f2m, f3m;

using MuxGuard = std::lock_guard<std::mutex>;
...
{
	MuxGuard g(f1m);		// f1용 뮤텍스를 잠근다	
	auto result = f1(0);		// 0을 널 포인터로서 f1에 전달
}					// 뮤텍스 풀림
...
{
	MuxGuard g(f2m);		// f2용 뮤텍스를 잠근다
	auto result = f2(NULL);		// NULL을 널 포인터로서 f2에 전달
}					// 뮤텍스 풀림
...
{
	MuxGuard g(f3m);		// f2용 뮤텍스를 잠근다
	auto result = f3(nullptr);	// nullptr을 널포인터로서 f3에 전달
}					// 뮤텍스 풀림

반복을 템플릿화 시켜보자

template<typename FuncType, typename MuxType, typename PtrType>
auto lockAndCall(FuncType func, MuxType& mutex, PtrType ptr) -> decltype(func(ptr))	// C++11
{					
	using MuxGuard = std::lock_guard<MuxType>;
	MuxGuard = g(mutex);
	return func(ptr);
}

template<typename FuncType, typename MuxType, typename PtrType>
decltype(auto) lockAndCall(FuncType func, MuxType& mutex, PtrType ptr)			// C++14
{					
	using MuxGuard = std::lock_guard<MuxType>;
	MuxGuard = g(mutex);
	return func(ptr);
}

auto result1 = lockAndCall(f1, f1m, 0);		// 오류!
auto result2 = lockAndCall(f2, f2m, NULL);	// 오류!
auto result3 = lockAndCall(f3, f3m, nullptr);	// OK

처음 두줄은 컴파일 되지 않는데 첫 호출의 문제는, lockAndCall을 0에 넘겨주면 컴파일러가 0의 형식을 파악하기 위해 템플릿 형식 연역을 적용하는데, 0의 형식은 항상 int라는 것이다. 즉, int는 f1이 기대하는 std::shared_ptr<Widget>매개변수와 호환되지 않으므로 컴파일 오류가 난다. 이는 형식 오류이다.

두번째로 NULL을 이용한 호출에서도 비슷하다. NULL이 lockAndCall에게 전달되면 매개변수 ptr는 정수 형식으로 연역되며, std::unique_ptr<Widget>을 기대하는 f2에 ptr을 넘겨주면 형식 오류가 발생한다.

반면, nullptr를 이용한 호출에는 문제가 없다. nullptr가 lockAndCall에 전달되면 ptr의 형식은 std::nullptr_t로 연역된다. ptr를 f3에 전달하면 std::nullptr_t에서 Widget*로의 암묵적 변환이 일어난다.

정리하자면 널 포인터를 지정할 때에는 0이나 NULL이 아니라 nullptr를 사용해야 한다.

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Conclusion

- 0과 NULL보다 nullptr를 선호하라

- 정수 형식과 포인터 형식에 대한 중복적재를 피하라

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Reference

Effective Modern C++ 항목 8: 0과 NULL보다 nullptr를 선호하라