¿Cuándo la constante 0 en el contexto del puntero adquiere su estado especial?

Question

Como saben, en lenguaje C estándar moderno del 0 Valor constante de contexto puntero actúa como un nulo puntero constante, que se convierte en una plataforma específica (y posiblemente incluso el tipo específico) valor nulo triple .

Mientras tanto, las primeras versiones del lenguaje C, como la descrita en C Reference Manual, no distinguían mucho entre contextos de punteros y enteros, lo que permite comparar y asignar enteros libremente a los punteros. Si no estoy equivocado, en esa versión de C la constante 0 no tenía un estado especial, lo que significa que asignar el valor de la constante 0 a un puntero simplemente lo haría apuntar a la dirección física 0 (igual que asignar el valor de 42 a un puntero hacer que apunte a la dirección física 42).

En ANSI C las cosas han cambiado significativamente. Ahora la asignación de la constante 0 a un puntero colocará un valor de puntero nulo específico de la plataforma en ese puntero. El valor del puntero nulo no se requiere para ser representado por el valor 0 físico.

Entonces, ¿en qué punto de la historia del lenguaje C cambió de uno a otro? ¿K & R C ya incorpora el concepto de alto nivel de null-pointer con constante 0 dado su estado especial? ¿O la K & R C todavía garantiza la asignación física de enteros a punteros incluso para la constante 0?

Answer 1

Vuelve a casi al principio de C (si no es el principio). Si nos fijamos en la página 21 de la January 1974 C reference manual, es más o menos declarado directamente en un código de ejemplo:

/* is pointer null? */ 
if (p == 0) { 

Volviendo todavía un poco más lejos, a ca. 1972-73 PDP-11/20 compiler, encontramos:

match(tree, table, nreg) 
int tree[], table[]; { 
    extern opdope[], dcalc, notcompat; 
    int op, d1, d2, t1, t2, p1[], p2[]; 
    char mp[]; 

    if (tree==0) 
     return(0); 
    op = *tree; 

Al menos si estoy leyendo esto correctamente, la línea if (tree==0) está comprobando que tree es un puntero no nulo antes de intentar desreferenciarlo.

Desafortunadamente, Dennis says no puede estar mucho más seguro acerca de la fecha que "1972-73".

No hay mucha historia de C antes de eso. Sin embargo, parece que hay un poco de historia de 0 siendo tratado como un puntero nulo. Me parece que el uso de 0 como puntero nulo es algo que C "heredó" de Unix. La entrada para exec en el November 1971 1^st Edition Unix programmer's manual muestra un puntero con el valor 0 para indicar el final de la lista de argumentos. De acuerdo con Dennis' description, en este punto "C estaba por venir".

En base a todo esto, concluiría tentativamente que C trató 0 como un puntero nulo desde el principio, o al menos tan pronto probablemente ya no haya ningún registro de una versión del lenguaje que fuera diferente.

No he tenido tanto éxito en rastrear la documentación sobre el primer punto en el que un puntero nulo podría haber tenido bits distintos de cero. Desde el punto de vista del idioma, esto tiene nunca sido relevante. Sospecho que sucedió bastante temprano, pero encontrar documentación para apoyar eso sería difícil. Uno de los primeros puertos de C era IBM System/360 mainframes, y aunque no puedo encontrar documentación directa de él, mi conjetura sería que internamente el valor nulo del puntero utilizado en estas máquinas probablemente no era cero. No tengo el número exacto a mano, pero sé que PL/I en estas máquinas usó un valor distinto de cero para su equivalente de un puntero nulo; Me gustaría suponer que cuando portaron C a estas máquinas, probablemente usaron el mismo valor.

Answer 2

See the C-faq question 5.4

Como una cuestión de estilo, muchos programadores prefieren no tener sin adornos dispersos a través de sus programas, algunos números que representan de 0 y algunos indicadores que representan. Por lo tanto, el preprocesador macro NULL está definido (por varios encabezados, incluyendo y) como una constante de puntero nulo, generalmente 0 o ((void *) 0) (ver también la pregunta 5.6). Un programador que desee hacer explícita la distinción entre 0 el entero y 0 la constante del puntero nulo puede usar NULL siempre que se requiera un puntero nulo.

Usar NULL es solo una convención estilística; el preprocesador vuelve NULL a 0, que el compilador reconoce en contextos de puntero, como antes. En particular, aún se puede necesitar un lanzamiento antes de NULL (como antes de 0) en un argumento de llamada de función. La tabla de la pregunta 5.2 anterior se aplica para NULL así como para 0 (un NULL sin adornos es equivalente a 0 sin adornos).

NULL debe usarse solo como una constante de puntero; ver la pregunta 5.9.

References: K&R1 Sec. 5.4 pp. 97-8 
K&R2 Sec. 5.4 p. 102 
ISO Sec. 7.1.6, Sec. 6.2.2.3 
Rationale Sec. 4.1.5 
H&S Sec. 5.3.2 p. 122, Sec. 11.1 p. 292 

What is this infamous null pointer anyways?

La definición del lenguaje establece que para cada tipo de puntero, hay un valor especial - el "puntero nulo" - que se distingue de todos los demás valores de puntero y que está "garantizado para compare desigual a un puntero a cualquier objeto o función ". Es decir, un puntero nulo apunta definitivamente a ninguna parte; no es la dirección de ningún objeto o función. El operador de dirección & nunca arrojará un puntero nulo, ni una llamada exitosa a malloc. [Nota al pie] (malloc devuelve un puntero nulo cuando falla, y este es un uso típico de punteros nulos: como un "especial" valor del puntero con algún otro significado, generalmente "no asignado" o "sin apuntar a ningún lado todavía")

Un puntero nulo es conceptualmente diferente de un puntero no inicializado. Se sabe que un puntero nulo no apunta a ningún objeto o función; un puntero no inicializado podría apuntar a cualquier parte. Ver también las preguntas 1.30, 7.1 y 7.31.

Como se mencionó anteriormente, hay un puntero nulo para cada tipo de puntero, y los valores internos de punteros nulos para diferentes tipos pueden ser diferentes. Aunque los programadores no necesitan conocer los valores internos, siempre se debe informar al compilador qué tipo de puntero nulo se requiere, de modo que pueda hacer la distinción si es necesario (ver preguntas 5.2, 5.5 y 5.6).

References: K&R1 Sec. 5.4 pp. 97-8 
K&R2 Sec. 5.4 p. 102 
ISO Sec. 6.2.2.3 
Rationale Sec. 3.2.2.3 
H&S Sec. 5.3.2 pp. 121-3 

Por último, sólo constantes expresiones integrales con valor 0 están garantizados para indicar punteros nulos.