C言語: 数値の0，NULL，空文字（'\0'），空文字列（""）の違い

内部的な値

まず，これらの内部的な値を以下のプログラムで確認する。

/// \file      null.c
#include <stdio.h>
#define PRINT(x) printf(#x":%x\n", x);

int main(void) {
  PRINT(0);
  PRINT(NULL);
  PRINT('\0');
  PRINT("");
  PRINT(""[0]);
  printf("size of \"\":%d\n", sizeof("")/sizeof(""));
  return 0;
}

上記プログラムをUbuntu 16.04でgcc 5.4.0でコンパイルして実行すると以下の結果が出力される（コンパイラーが警告を出すが今回は無視）。

0:0
NULL:0
'\0':0
"":400606
""[0]:0
size of "":1

この結果を踏まえて，それぞれの意味を整理する。

整数の0，NULL，空文字（'\0'）は値がともに0であるため，結果としては混同して使っても問題ないことが多い。

ただし，空文字列は大きく意味が異なる。空文字列は空文字（'\0'）を要素として持つ要素数1の配列である。そのため，単独の空文字列の値は配列の先頭アドレスとなる。空文字列の先頭要素[0]は空文字（'\0'）であるため値は0である。

間違いの例

例えば，引数に文字列を受け取り，受け取った文字列を1文字ずつ処理することを考える。このときに，文字列を1個ずつループするために，以下のようなループで処理する。

/// \file      PrintChars.c
#include <stdio.h>

void PrintChars(const char* pIn) {
  // for (; *pIn; ++pIn) { // OK
  for (; pIn; ++pIn) { // NG
    printf("%c\n", *pIn);
  }
}

int main(void) {
  PrintChars("ab");
  return 0;
}

ここでは，文字列の終端のNULL文字（'\0'）に到達することをループの終了条件に指定している。

しかし，このPrintChars.cをコンパイルして実行すると無限ループが発生する。理由は6行目のfor文の評価式（pIn）をポインター（文字配列）のまま評価してしまっているからだ。この場合，アドレスとしてNULL文字の位置まで到達しても，アドレスのまま評価してしまっているため，終了しなくなってしまっている。

正しくは，5行目のコメントに書いてあるように，評価式に関節参照演算子*を使用して，文字配列のアドレスではなく，文字配列の要素を参照（*pIn）する。こうすることで，文字列の終端に到達したときは空文字（'\0'）が評価され，期待通りに以下の結果が得られる。

a
b

まとめ

おそらく，C/C++の中では初歩的なことだとは思うが，自分の中で理解が不十分であり，ネット上にわかりやすい情報がなかったので整理した。次回からは同じような間違いや勘違いは減るだろう。

nullと””、\0とEOFの違いについて。 -いつも気になっていたのですが、(- C言語・C++・C# | 教えて!goo