C++: Хроники Дурки🚑: “Обычно когда спрашивают, что такое nullptr, получают в ответ, что это…”

Обычно когда спрашивают, что такое nullptr, получают в ответ, что это указатель равный нулю.

Более продвинутые говорят, что это зависит от имплементации, и приводят в пример какие-то embedded сценарии архитектур, до которых среднему программисту дела нет. Поэтому первая часть людей продолжает говорить, что в практическом поле nullptr - это ноль.

Но есть красивый пример, иллюстрирующий что это не так.

Природа заблуждения растет, как мне кажется, из проверки подстановкой указателя в if.

struct S {
    char a;
    char b;
    int c;
    int d;
};

int main()
{
    auto s = S{'1', '2', 3, 4};

    S* pS = nullptr;

    if (!pS) {
        std::cout << "pS" << std::endl;
        std::cout << std::hex << "ptr: "<< *(int*)(&pS) << std::endl;
    }

    pS = &s;

    if (pS) {
        std::cout << "pS" << std::endl;
        std::cout << std::hex << "ptr: "<< *(int*)(&pS) << std::endl;
    }
}

Ну тут все очевидно. Выведет вот это:

pS
ptr: 0
pS
ptr: 7ede1034

Указатель нулевой, и логично, что проверка if (var) - это проверка на ноль, как мы и привыкли.
Но помимо указателя на объект в С++ есть еще указатель на члены класса.

    char S::* pSm = nullptr;

    pSm = &S::a;

    if (pSm) {
        std::cout << "pS.a" << std::endl;
        std::cout << std::dec << "value: " << s.*pSm << std::endl;
        std::cout << std::hex << "ptr: "<< *(int*)(&pSm) << std::endl;
    }

    pSm = &S::b;


    if (pSm) {
        std::cout << "pS.b" << std::endl;
        std::cout << std::dec << "value: " << s.*pSm << std::endl;
        std::cout << std::hex << "ptr: "<< *(int*)(&pSm) << std::endl;
    }

Что здесь важно. Указатель на член класса - это не адрес в памяти. Это смещение относительно адреса объекта к адресу члена. Таким образом, указатель на первый член класса всегда будет 0.

pS.a
value: 1
ptr: 0
pS.b
value: 2
ptr: 1

Еще более занятно, что прошла проверка if (pSm) для нуля. Потому что это валидное и даже ожидаемое значение, а в бинарном коде эта проверка выглядит так:

cmp     rax, -1

Ну и тут можно догадаться, но мы выведем кодом ниже и чему равен nullptr для членов класса:

    pSm = nullptr;

    if (!pSm) {
        std::cout << "pS.nullptr" << std::endl;
        std::cout << std::dec << "value: " << s.*pSm << std::endl;
        std::cout << std::hex << "ptr: "<< *(int*)(&pSm) << std::endl;
    }

    if (pSm) {
        std::cout << "Unreacheable" << std::endl;
    }




pS.nullptr
value: 
ptr: ffffffff

значение nullptr - это минус один. И это без всяких эзотерических архитектур, в рамках одной и той же программы у нас есть два разных значения для nullptr.

Весело в С++ однако.....