它如何既是关键字又是类型的实例?

这并不奇怪。true和false都是关键字，作为字面量，它们有一个类型(bool)。Nullptr是一个std::nullptr_t类型的指针字面值，它是一个prvalue(不能使用&获取它的地址)。

4.10 about pointer conversion says that a prvalue of type std::nullptr_t is a null pointer constant, and that an integral null pointer constant can be converted to std::nullptr_t. The opposite direction is not allowed. This allows overloading a function for both pointers and integers, and passing nullptr to select the pointer version. Passing NULL or 0 would confusingly select the int version. A cast of nullptr_t to an integral type needs a reinterpret_cast, and has the same semantics as a cast of (void*)0 to an integral type (mapping implementation defined). A reinterpret_cast cannot convert nullptr_t to any pointer type. Rely on the implicit conversion if possible or use static_cast. The Standard requires that sizeof(nullptr_t) be sizeof(void*).

其他语言有保留词，它们是类型的实例。例如，Python:

>>> None = 5
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: assignment to None
>>> type(None)
<type 'NoneType'>

这实际上是一个相当接近的比较，因为None通常用于尚未初始化的东西，但与此同时，像None == 0这样的比较是假的。

另一方面，在普通C中，NULL == 0将返回真IIRC，因为NULL只是一个返回0的宏，这总是一个无效地址(AFAIK)。

让我首先给您一个简单的nullptr_t的实现

struct nullptr_t 
{
    void operator&() const = delete;  // Can't take address of nullptr

    template<class T>
    inline operator T*() const { return 0; }

    template<class C, class T>
    inline operator T C::*() const { return 0; }
};

nullptr_t nullptr;

nullptr是返回类型解析器习惯用法的一个微妙示例，它根据分配给实例的类型自动推导出正确类型的空指针。

int *ptr = nullptr;                // OK
void (C::*method_ptr)() = nullptr; // OK

如上所述，当nullptr被赋值给整数指针时，将创建模板化转换函数的int类型实例化。方法指针也是一样。 通过这种方式利用模板功能，我们实际上每次都创建了适当类型的空指针，这是一个新的类型赋值。 因为nullptr是一个值为0的整型字面值，你不能使用它的地址，这是我们通过删除&操作符实现的。

为什么我们首先需要nullptr ?

你可以看到传统的NULL有一些问题，如下:

1️⃣隐式转换

char *str = NULL; // Implicit conversion from void * to char *
int i = NULL;     // OK, but `i` is not pointer type

2️⃣函数调用歧义

void func(int) {}
void func(int*){}
void func(bool){}

func(NULL);     // Which one to call?

编译会产生以下错误:

error: call to 'func' is ambiguous
    func(NULL);
    ^~~~
note: candidate function void func(bool){}
                              ^
note: candidate function void func(int*){}
                              ^
note: candidate function void func(int){}
                              ^
1 error generated.
compiler exit status 1

3️⃣构造函数重载

struct String
{
    String(uint32_t)    {   /* size of string */    }
    String(const char*) {       /* string */        }
};

String s1( NULL );
String s2( 5 );

在这种情况下，需要显式强制转换(即String s((char*)0))。

NULL need not to be 0. As long you use always NULL and never 0, NULL can be any value. Asuming you programme a von Neuman Microcontroller with flat memory, that has its interrupt vektors at 0. If NULL is 0 and something writes at a NULL Pointer the Microcontroller crashes. If NULL is lets say 1024 and at 1024 there is a reserved variable, the write won't crash it, and you can detect NULL Pointer assignments from inside the programme. This is Pointless on PCs, but for space probes, military or medical equipment it is important not to crash.

它是关键字，因为标准将这样指定它。;-)根据最新公开草案(n2914)

2.14.7指针字面量[lex.nullptr] pointer-literal: nullptr 指针字面值是关键字nullptr。它是std::nullptr_t类型的右值。

它很有用，因为它没有隐式地转换成一个整数值。

Nullptr不能赋值给整型类型，比如int型，只能赋值给指针类型;内置指针类型，如int *ptr或智能指针，如std::shared_ptr<T>

我相信这是一个重要的区别，因为NULL仍然可以被赋给整型和指针，因为NULL是一个扩展到0的宏，可以作为int的初始值以及指针。