void和void *

一、void

void的意思是“无类型”,相对于void *来说,使用的时候比较简单,一般只在两个地方使用:

  • 当函数没有返回值时,在声明和定义函数的时候,需要使用void,例如:
// 交换两个整数,要求传入两个整数的地址,此时就不需要返回值了
void swap(int *ap, int *bp)
{
    int temp = *ap;
    *ap = *bp;
    *bp = temp;    
}
  • 当函数不接受参数时,可以使用void,当然也可以省略不写,例如:
// 使用void
int mian(void)
{
    // to do something
    ...
    return 0;
}

// 省略void
int mian()
{
    // to do something
    ...
    return 0;
}
  • 不允许在程序中定义void类型的变量
int mian()
{
    void v;  // 会出现编译错误
    return 0;
}

二、void *

可以做个比喻,在武侠世界里,如果把char *int *float *double *等指针看做是各门各派(如武当-char、峨嵋派-int、少林寺-float等)的武功绝学的话,那么void *就是这些各门各派的武功绝学的集大成者。例如武当的太极、峨嵋的剑法、少林寺的易筋经等,这些绝学都是不易外传的,都有各自最NIU的地方,而void *像是某个隐居深山的大BOSS所掌握的秘籍,集成了各门各派的绝学。

比如各门各派听说这位大BOSS很NIUX,想和这位大BOSS切磋切磋,大BOSS无奈之下应了他们的请求。先上场的是武当,当武当使用自家的太极时,顿时傻眼了,我擦嘞,大BOSS同时也用起了太极,本想秀一把,没想到被虐了,唉......轮到峨嵋了,大BOSS说,我还是用你们自家的峨嵋剑法和你们切磋吧,这样你们也能看看自己的剑法到底咋样,峨嵋的内心是奔溃的......当然了,少林寺也不例外,大BOSS还是使用它们的武功。一场切磋下来,各门各派都对大BOSS竖起了大拇指,齐声喊道,真NIUBI!!!

回到计算机中来,在C/C++ 里,char *int *float *void *等,它们的本质都是一样的,都是指针,各自都指向内存中的某个内存块。它们各自都有一种本领(武功),都可以对它们所指向的内存块进行操作,只是各自的本领不一样。例如char *的一个本领就是可以取得它所指向的那块内存区域的一个字节,每次只能取一个字节;而int *一次却可以取到4个字节且只能取4个字节,同样的,对于double *来说,它一次可以取到8个字节且只能取到8个字节。

对于void *来说,它是集大成者,当然也能在所指的内存块中取出字节,而且一次可以取出1个字节(char *的独门秘诀),或者2个字节(short *的独门秘诀),或者4个字节(int *float *的独门秘诀)等等,由于它太强大了,稍一不小心,就会误伤别人。正因如此,拥有void *虽然强大,但是必须严格控制自己,不能乱用,不然一不小心就误伤别人,甚至误伤自己。所以在使用void *从内存中取字节的时候,必须告诉它需要使用哪门派的秘诀,是取char *的一个,还是float *的四个等等。

通过上面的比喻,我们很容易理解在C/C++中,为什么不能对void *进行解引用,因为void *太强大了,计算机hold不住它,计算机不知道到底需要取几个字节出来,而像char *这样的指针,由于他有明确的类型,所以对char *进行解引用,计算机就知道从内存中取出一个字节出来,同样的,对于int *进行解引用,计算机知道需要从内存中取出4个字节。

小结一下:

  • 对于void *,它的本质是一个指针,所以它指向了内存里的某个区域,只是它所指向的这块内存区域不带任何类型信息,没有任何的辅助信息(除非你告诉它),所以它可以随意的去解读那块内存区域内的东西,比如按int类型来解读,或者按照double类型来解读,但前提是你得为它做点什么,比如告诉它你需要从那块区域取出多少个字节,或者通过类型转换,按照某种类型来解读,这些类型可以是内置的,也可以是自定义的。
  • 不允许对void *进行解引用操作

在ANSI C标准中,不允许对void *进行算术运算,如pvoid++或pvoid += 1等;而在GNU中则允许,因为在缺省情况下,GNU认为void *char *一样。在实际编程中,只需要记住:

  • 最好不要对void *变量直接进行算术运算

最后再举一个void *的一个应用吧,在C中没有泛型这个概念,如果需要写一个支持多种数据类型的交换函数,该如何实现?对于C++来说,可以使用模板来实现。而对于C来说,就不是那么方便了,但是为了实现这个功能,可以使用void *来实现,具体如下(这里只是为了举个例子,代码并不完善):

// vp1 需要交换的一个数的地址
// vp2 需要交换的另一个数的地址
// size 为两个交换的数的类型大小,通过sizeof来计算
// 这里假设传进来的是相同数据类型的地址,比如两个数都是整数,或者都是字符串等等
void swap(void *vp1, void *vp2, int size)
{
    char *buffer = (char *)malloc(size);
    memcpy(buffer, vp1, size);
    memcpy(vp1, vp2, size);
    memcpy(vp2, buffer, size);
    free(buffer);   
}

// 使用
int main()
{
    double a = 1.2;
    double b = 0.9;    
    swap(&a, &b, sizeof(double));

    return 0;
}

参考

(完)

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