关于空指针（指针指向为NULL）和void类型的指针的理解

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关于空指针（指针指向为NULL）和void类型的指针的理解

正在学C，书上老说空指针，或者说void指针，对于我这样的生手来说，理解非常容易造成混淆，因为void这个单词的意思也是空，到底空指针的意思是指指向地址为空的类型呢，还是指void类型的指针呢

（1）空指针所对应的是指指向的对象为空的指针。

不经发问，什么叫指向为空呢？要理解这点，必须理解如下几点（有点啰嗦，但很细，别嫌我烦）：（a）任何指针都有类型（说穿了指针都是变量，只不过变量中的储存的是地址而已），这里也包括void 类型，其实它和常见的int，char一样只不过是一种储存类型。那试想一下，指针如果只是为了指向一个地址的话，为毛还需要包含类型呢？我的理解是，指针之所以要加上类型，这样能够方便他和各种类的指向切换，怎么理解前面这句话呢？假设计算机是以字节编址的，也就是说，每个地址所存储的为8个位，假设现在机器中int为32个位（也就是4个字节），这样的话，如果没有类型，单纯指针的进行p++（p为指针，没有类型，实际上就是void类型的指针），我们知道p所存储的是一个地址，而地址实质上就是一个值，在计算机中，一个地址的值一般是以0x开头的16进制的数字保存。例如:0x cccccccc，如果p++，则p变成0x cccccccd，仅仅在数值上加了1，这样就无法实现各类型指针的自加自减运算。为了给指针运算的方便，所以给指针添加了类型，例如给指针限定为int型，由于int类型是4个字节，如果当前指针p的地址为0x 00000001，由于我们知道一个整型需要4个字节，每个字节占一个地址，对p进行类型限定后，会从p当前地址开始，连续找4个地址（按字节编址），对应4个储存体来存储一个整数类型，而p++所指向的将会是储存完当前一个int型的下个整型地址的起始地址。其实际值应该为0x 00000005。以上是我对指针为毛要有类型的理解

（b）什么叫指向指针为空？指针指向的是内存中的一块储存体的地址，什么叫指针为空。当你定义完一个指针的时候，指针指向哪里嘞。我在VS2010中做的测试是指针所存储的地址为0x cccccccc，按照我的理解，这时候只是定义了一个指针啊，它什么也没指向啊，这个时候所指向的时候应该说它是空指针呢，从常理的角度来想，可以说它是“空”指针，因为它指向的是一块未知的内存区域。但实际上，这和公共定义上的空指针不同。c语言中定义，空指针，指针所指向内存中一块特殊的区域，即我们一般在编译中所使用的NULL中所存储的地址，在VS2010中，这个地址为0x00000000，这块不同的区域，根据编译器的不同，可能会有差异

（c）那什么是void类型？什么是void类型的指针呢？对于这个问题，我的理解也不是很深刻。（1）void 类型，当它作为函数的类型定义时，它表示函数没有返回值，或者说函数的返回值为空。（2）当它用于指针声明时，表示的是指针的类型为空，其本质为一个储存单元的地址（具体编址规则不同计算机不同，所以只好说是储存单元）。从理解上来说，你可以理解为一个没有类型的指针（即一个存储单元的地址）

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void真正发挥的作用在于：

（1）对函数返回的限定；

（2）对函数参数的限定。

众所周知，如果指针p1和p2的类型相同，那么我们可以直接在p1和p2间互相赋值；如果p1和p2指向不同的数据类型，则必须使用强制类型转换运算符把赋值运算符右边的指针类型转换为左边指针的类型。

例如：

float *p1;

int *p2;

p1 = p2;

其中p1 = p2语句会编译出错，提示“'=' : cannot convert from 'int *' to 'float *'”，必须改为：

p1 = (float *)p2;

而void *则不同，任何类型的指针都可以直接赋值给它，无需进行强制类型转换：

void *p1;

int *p2;

p1 = p2;

但这并不意味着，void *也可以无需强制类型转换地赋给其它类型的指针。因为“无类型”可以包容“有类型”，而“有类型”则不能包容“无类型”。道理很简单，我们可以说“男人和女人都是人”，但不能说“人是男人”或者“人是女人”。下面的语句编译出错：

void *p1;

int *p2;

p2 = p1;

提示“'=' : cannot convert from 'void *' to 'int *'”。

下面给出void关键字的使用规则：

规则一如果函数没有返回值，那么应声明为void类型

在C语言中，凡不加返回值类型限定的函数，就会被编译器作为返回整型值处理。但是许多程序员却误以为其为void类型。例如：

add ( int a, int b )

{

return a + b;

}

int main(int argc, char* argv[])

{

printf ( "2 + 3 = %d", add ( 2, 3) );

}

程序运行的结果为输出：

2 + 3 = 5

这说明不加返回值说明的函数的确为int函数。

《高质量C/C++编程》中提到：“C++语言有很严格的类型安全检查，不允许上述情况（指函数不加类型声明）发生”。可是编译器并不一定这么认定，譬如在Visual C++6.0中上述add函数的编译无错也无警告且运行正确，所以不能寄希望于编译器会做严格的类型检查。

因此，为了避免混乱，我们在编写C/C++程序时，对于任何函数都必须一个不漏地指定其类型。如果函数没有返回值，一定要声明为void类型。这既是程序良好可读性的需要，也是编程规范性的要求。另外，加上void类型声明后，也可以发挥代码的“自注释”作用。代码的“自注释”即代码能自己注释自己。

规则二如果函数无参数，那么应声明其参数为void

在C++语言中声明一个这样的函数：

int function(void)

{

return 1;

}

则进行下面的调用是不合法的：

function(2);

因为在C++中，函数参数为void的意思是这个函数不接受任何参数。

我们在Turbo C 2.0中编译：

#include "stdio.h"

fun()

{

return 1;

}

main()

{

printf("%d",fun(2));

getchar();

}

编译正确且输出1，这说明，在C语言中，可以给无参数的函数传送任意类型的参数，但是在C++编译器中编译同样的代码则会出错。在C++中，不能向无参数的函数传送任何参数，出错提示“'fun' : function does not take 1 parameters”。

所以，无论在C还是C++中，若函数不接受任何参数，一定要指明参数为void。

规则三小心使用void指针类型

按照ANSI(American National Standards Institute)标准，不能对void指针进行算法操作，即下列操作都是不合法的：

void * pvoid;

pvoid++; //ANSI：错误

pvoid += 1; //ANSI：错误

//ANSI标准之所以这样认定，是因为它坚持：进行算法操作的指针必须是确定知道其指向数据类型大小的。

//例如：

int *pint;

pint++; //ANSI：正确

pint++的结果是使其增大sizeof(int)。

但是大名鼎鼎的GNU(GNU's Not Unix的缩写)则不这么认定，它指定void *的算法操作与char *一致。

因此下列语句在GNU编译器中皆正确：

pvoid++; //GNU：正确

pvoid += 1; //GNU：正确

pvoid++的执行结果是其增大了1。

在实际的程序设计中，为迎合ANSI标准，并提高程序的可移植性，我们可以这样编写实现同样功能的代码：

void * pvoid;

(char *)pvoid++; //ANSI：正确；GNU：正确

(char *)pvoid += 1; //ANSI：错误；GNU：正确

规则四如果函数的参数可以是任意类型指针，那么应声明其参数为void *

典型的如内存操作函数memcpy和memset的函数原型分别为：

void * memcpy(void *dest, const void *src, size_t len);

void * memset ( void * buffer, int c, size_t num );

这样，任何类型的指针都可以传入memcpy和memset中，这也真实地体现了内存操作函数的意义，因为它操作的对象仅仅是一片内存，而不论这片内存是什么类型。如果memcpy和memset的参数类型不是void *，而是char *，那才叫真的奇怪了！这样的memcpy和memset明显不是一个“纯粹的，脱离低级趣味的”函数！

下面的代码执行正确：

//示例：memset接受任意类型指针

int intarray[100];

memset ( intarray, 0, 100*sizeof(int) ); //将intarray清0

//示例：memcpy接受任意类型指针

int intarray1[100], intarray2[100];

memcpy ( intarray1, intarray2, 100*sizeof(int) ); //将intarray2拷贝给intarray1

有趣的是，memcpy和memset函数返回的也是void *类型，标准库函数的编写者是多么地富有学问啊！

规则五 void不能代表一个真实的变量

下面代码都企图让void代表一个真实的变量，因此都是错误的代码：

void a; //错误

function(void a); //错误

void体现了一种抽象，这个世界上的变量都是“有类型”的，譬如一个人不是男人就是女人（还有人妖？）。

void的出现只是为了一种抽象的需要，如果你正确地理解了面向对象中“抽象基类”的概念，也很容易理解void数据类型。正如不能给抽象基类定义一个实例，我们也不能定义一个void（让我们类比的称void为“抽象数据类型”）变量。

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