C: 与NULL的比较

Question

不考虑宗教论据：

• 选项一：

  if (pointer[i] == NULL) ...
  

  if (!pointer[i]) ...  
  

在C语言中，选项1和选项2在功能上是等价的吗？

由于没有比较操作，后者是否更快地解析？

- Ande Turner

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假设“指针”实际上是一个指针数组，这样安全吗？如果您去掉“[i]”，可能会使问题更清晰。 - Steve Melnikoff

Sudo，你需要冷静一点。你因为一个诚实的回答而对jalf大喊大叫。你甚至问“这些是否具有相同的性能”或者“它们是否相同”，这表明你需要开放自己的思维，不要假设一切都是攻击。 - GManNickG

Answer 1

我更喜欢显式的样式（第一种版本）。这样可以明确指针参与而不是整数或其他类型，但这只是风格问题。

就性能而言，两种方式应该没有区别。

- Laserallan

Answer 2

等价的。语言标准上就是这么说的。而且人们对于宗教信仰有着非常执着的偏好！

- Norman Ramsey

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这句话的意思是“应该用damnedest这个词吗？” - milesma

Answer 3

我喜欢第二种，其他人喜欢第一种。

实际上，我更喜欢第三种而不是第一种：

if (NULL == ptr) {
   ...
}

因为这样我：

• 不会错过，只输入一个=
• 如果条件很长（多行），就不会漏掉== NULL并将其误认为相反。

从功能上讲，它们是等效的。

即使NULL指针不是“0”（全部为零位），if (!ptr)也与NULL指针进行比较。

以下是错误的。 它仍然存在，因为有许多评论引用它： 不要将指针与字面值零进行比较。 它几乎可以在任何地方使用，但我IRC中未定义行为。

- Thomas

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不要将指针与字面值零进行比较。虽然这在大多数情况下都可以正常工作，但据我所知，它是未定义的行为。 <- 不是这样的。你怎么能说它是未定义的行为？ - Johannes Schaub - litb

托马斯，见 http://c-faq.com/null/ptrtest.html。将指针与文字0进行比较是完全安全的，但需要注意不改变原本的意思。 - Andrew Keeton

但是，NULL被定义为0。因此，如果您正在与NULL进行比较，则就编译器而言，您正在与0进行比较，因为编译器处理的不是您键入的内容，而是预处理器的输出，并且预处理器将使用0替换NULL。因此，在（void *）0处可能存在有效内容这一事实是无关紧要的。在编译器看到它之前，NULL将被替换为0。 - smcameron

@Dreamlax，你完全错了。你混淆了空指针值和空指针常量。当定义为0时，NULL始终有效。将其定义为0xFFFF当然是无效的。NULL是一个空指针常量。在C语言中，(void*)0也是一个例外。当转换为指针类型时，它变成了一个空指针值。这时它就成为了指向某个地址而不是0x0的指针。但这与将指针与0进行比较无关。这并不是将地址与0进行比较。整数不是地址。 - Johannes Schaub - litb

根据 C99 标准 6.3.2.3，"一个整数常量表达式值为0，或将这样的表达式转换为 void* 类型，被称为空指针常量。如果将空指针常量转换为指针类型，得到的指针称为空指针，保证与任何对象或函数的指针比较都不相等。" 这基本上说明 "在指针上下文中使用0就是NULL"。 - Evan Teran

Answer 4

通常情况下，假设编译器编写者至少具有最基本的智力是很有用的。你的编译器并不是由受伤的小鸭子编写的，它是由有多年编程经验和多年学习编译器理论的人编写的。这并不意味着你的编译器是完美的，总是最好的，但它确实能够完全处理微不足道的自动优化。

如果两种形式是等效的，那么为什么编译器不将其中一种翻译成另一种，以确保两种形式都同样高效？

如果if(pointer[i] == NULL)比if(!pointer[i])慢，那么编译器不会将其更改为第二种更高效的形式吗？

因此，假设它们是等效的，它们是同样高效的。

至于问题的第一部分，是的，它们是等效的。语言标准实际上在某个地方明确声明了这一点——指针在非NULL时评估为true，在NULL时评估为false，所以两者完全相同。

- jalf

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我认为实际上是这样的。如果你对此感到冒犯，我很抱歉。我不是要攻击任何人，只是指出这一点，如果你停下来想一想，它应该是完全明显的。如果两个微不足道的语言结构意思相同，那么它们将以相同的方式编译。如果你想谈论居高临下，你觉得你有什么优势？你假设自己能在大约30秒内比编写编译器的经验丰富的开发人员进行更好的优化。对我来说，这似乎也很无礼。 ;) - jalf

如果你从来没有使用过由脑震荡的醉鸭子编写的编译器，那你可能还没有写软件很长时间;-)但幸运的是，自然选择已经处理掉了大部分这样的恐怖故事——但我认为还有一些存在...更重要的是：编译器编写者并不是神——他们像我们其他人一样容易犯错，会编写出有 bug 的代码。例如：我最近在处理一个 C++ 编译器/rtl，在测量 const 字符串的长度时每次都会调用复制构造函数... - Roddy

Answer 5

几乎肯定没有性能差异。虽然如此，我更喜欢第二种隐式风格。

- Barry Kelly

Answer 6

NULL 应该在标准头文件中声明如下：

#define NULL ((void*)0)

因此，无论如何，您都在与零进行比较，并且编译器应该以相同的方式进行优化。每个处理器都有针对与零进行比较的一些“优化”或操作码。

- Mark Rushakoff

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实际上，对于C语言来说，它是#define NULL (void *)0。 - avakar

糟糕，我的C/C++中的NULL弄反了。我会进行更新，感谢你指出来。 - Mark Rushakoff

C语言并没有规定NULL是((void*)0)，在一些平台上它并不是这样。 - nos

通常情况下，它是((void*)0)。在Windows和Linux上肯定是这样的，可以合理地假设OP正在使用其中之一。如果他使用不同的平台，他可能不会问这个问题。 - Mark Rushakoff

C语言允许将NULL定义为0。 - Johannes Schaub - litb

Answer 7

过早的优化是不好的。微小的优化也是不好的，除非你试图从CPU中挤出每一个Hz，否则没有必要这样做。正如人们已经展示的那样，编译器会自动优化大部分代码。

最好让你的代码尽可能简洁易读。如果这样更易读

if (!ptr)

比这个更好

if (NULL==ptr)

然后使用它。只要阅读你的代码的每个人都同意。

就个人而言，我使用完全定义的值 (NULL==ptr) ，这样清楚地知道我正在检查什么。可能输入更长一些，但我可以很容易地阅读它。如果读得太快，我会认为 !ptr 很容易被忽略掉。

- shimpossible

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不，过早的优化是不好的，尤其是如果你试图从CPU中挤出每一个赫兹。 - jalf

微观优化也不好，除非你有意图。 - shimpossible

Answer 8

打开编译器优化，它们基本上是相同的

在gcc 4.3.3上测试过

int main (int argc, char** argv) {
   char c = getchar();
   int x = (c == 'x');
   if(x == NULL)
      putchar('y');
   return 0;
}

对比

int main (int argc, char** argv) {
   char c = getchar();
   int x = (c == 'x');
   if(!x)
      putchar('y');
   return 0;
}


gcc -O -o test1 test1.c
gcc -O -o test2 test2.c


diff test1 test2

没有产生任何输出 :)

- Charles Ma

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此外，传递gcc的-O0参数以禁用优化确实会产生不同的二进制文件。 - Mark Rushakoff

为什么人们会点赞这个回复？问题是关于测试指针，而这个例子测试的是整数。将整数与NULL进行测试是没有意义的；事实上，如果NULL被正确定义并且警告被打开，我怀疑您会得到编译器警告。 - Dipstick

Answer 9

这真的取决于编译器。如果大多数现代C编译器对您所描述的具体场景没有生成几乎相同的代码，我会感到惊讶。

让您的编译器为每个场景生成一个汇编清单，您就可以回答自己的问题（针对您特定的编译器 :））。

即使它们是不同的，性能差异在实际应用中也可能是无关紧要的。

- Thomas Lee

Answer 10

我进行了一次汇编转储，并发现了两个版本之间的差异：

@@ -11,8 +11,7 -
pushl %ecx
subl $20, %esp
movzbl -9(%ebp), %eax
- movsbl %al,%eax
- testl %eax, %eax
+ testb %al, %al


看起来后者实际上生成了一条指令，而第一个生成了两条指令，但这是相当不科学的。

这是gcc，没有优化：

test1.c:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{ 
  char *pointer[5];

if(pointer[0] == NULL) {
  exit(1);
}

exit(0);

}

test2.c: 将 pointer[0] == NULL 改为 !pointer[0]

gcc -s test1.c，gcc -s test2.c，diff -u test1.s test2.s

- ctennis

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你的优化级别是多少，使用的编译器是什么？ - Mark Rushakoff

为什么你要将 char 和 NULL 进行比较？问题是关于指针的。(如果我看错了反汇编，请随意指出。) - avakar

很高兴看到，我读对了。 :) 打开优化，代码在两个测试中很可能是相同的。 - avakar

不仅使输出相同，使用-O2还会导致对exit(1)的简单调用，比较完全被优化掉。还要注意，您的片段存在未定义行为（访问未初始化的对象）。 - avakar

禁用优化后进行比较得到的结果为-1，这种做法是误导性和无用的。 - jalf