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void指针及其应用，C语言void指针及使用注意事项详解

void 指针是一种特殊的指针，表示为“无类型指针”，在 ANSI C 中使用它来代替“char*”作为通用指针的类型。由于 void 指针没有特定的类型，因此它可以指向任何类型的数据。也就是说，任何类型的指针都可以直接赋值给 void 指针，而无需进行其他相关的强制类型转换，如下面的示例代码所示：
  1. void *p1;
  2. int *p2;
  3. …
  4. p1 = p2;
虽然如此，但这并不意味着可以无需任何强制类型转换就将 void 指针直接赋给其他类型的指针，因为“空类型”可以包容“有类型”，而“有类型”则不能包容“空类型”。正如我们可以说“男人和女人都是人”，但不能说“人是男人”或者“人是女人”一样。因此，下面的示例代码将编译出错，如果在 VC++2010 中，将提示“a value of type"void*"cannot be assigned to an entity of type"int*"”的错误信息。
  1. void *p1;
  2. int *p2;
  3. …
  4. p2 = p1;
由此可见，要将 void 指针赋值给其他类型的指针，必须进行强制类型转换。如下面的示例代码所示：
  1. void *p1;
  2. int *p2;
  3. …
  4. p2 = (int*)p1;

避免对void指针进行算术操作

ANSI C 标准规定，进行算法操作的指针必须确定知道其指向数据类型大小，也就是说必须知道内存目的地址的确切值。如下面的示例代码所示：
  1. char a[20]="qwertyuiopasdfghjkl";
  2. int *p=(int *)a;
  3. p++;
  4. printf("%s", p);
在上面的示例代码中，指针变量 p 的类型是“int*”，指向的类型是 int，被初始化为指向整型变量 a。

在执行语句“p++”时，编译器是这样处理的：把指针 p 的值加上了“sizeof（int）”（由于在 32 位系统中，int 占 4 字节，所以这里是被加上了 4），即 p 所指向的地址由原来的变量 a 的地址向高地址方向增加了 4 字节。但又由于 char 类型的长度是一个字节，所以语句“printf("%s",p)”将输出“tyuiopasdfghjkl”。

而对于 void 指针，编译器并不知道所指对象的大小，所以对 void 指针进行算术操作都是不合法的，如下面的示例代码所示：
  1. void * p;
  2. p++;      // ANSI：错误
  3. p+= 1;      // ANSI：错误
上面的代码在 VC++2010 中将提示“expression must be a pointer to a complete object type”的错误信息。

但值得注意的是，GNU 则不这么认为，它指定“void*”的算法操作与“char*”一致。因此下列语句在 GNU 编译器中都是正确的：
  1. void * p;
  2. p++;      // GUN：正确
  3. p+=1;      // GUN：正确
下面的示例代码演示了在 GCC 中执行对 void 指针的自增操作：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(void)
  3. {
  4.     void * p="ILoveC";
  5.     p++;
  6.     printf("%s\n", p);
  7. }
运行结果为：
LoveC

由此可见，GNU 和 ANSI 还存在着一些区别，相比之下，GNU 较 ANSI 更“开放”，提供了对更多语法的支持。但是在真实的设计环境中，还是应该尽可能符合 ANSI 标准，尽量避免对 void 指针进行算术操作。

如果函数的参数可以是任意类型指针，应该将其参数声明为 void*

前面提到，void 指针可以指向任意类型的数据，同时任何类型的指针都可以直接赋值给 void 指针，而无需进行其他相关的强制类型转换。因此，在编程中，如果函数的参数可以是任意类型指针，那么应该使用 void 指针作为函数的形参，这样函数就可以接受任意数据类型的指针作为参数。

比较典型的函数有内存操作函数 memcpy 和 memset，如下面的代码所示：
  1. void *memset(void *buffer, int b, size_t size)
  2. {
  3.     assert(buffer!=NULL);
  4.     char* retAddr = (char*)buffer;
  5.     while (size--> 0)
  6.     {
  7.         *(retAddr++) = (char)b;
  8.     }
  9.     return retAddr;
  10. }
  11. void *memcpy (void *dst,  const void *src,  size_t size)
  12. {
  13.     assert((dst!=NULL) && (src!=NULL));
  14.     char *temp_dest = (char *)dst;
  15.     char *temp_src = (char *)src;
  16.     char* retAddr = temp_dest;
  17.     size_t i = 0;
  18.     /* 解决数据区重叠问题*/
  19.     if ((retAddr>temp_src) && (retAddr<(temp_src+size)))
  20.     {
  21.         for (i=size-1; i>=0; i--)
  22.         {
  23.             *(temp_dest++) = *(temp_src++);
  24.         }
  25.     }
  26.     else
  27.     {
  28.         for (i=0; i<size; i++)
  29.         {
  30.             *(temp_dest++) = *(temp_src++);
  31.         }
  32.     }
  33.     *(retAddr+size)='\0';
  34.     return retAddr;
  35. }
这样，任何类型的指针都可以传入 memcpy 函数和 memset 函数中，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。memcpy 函数的调用示例如下面的代码所示：
  1. char buf[]="abcdefg";
  2. // buf+2（从c开始，长度3个，即cde）
  3. memcpy(buf, buf+2 ,3);
  4. printf("%s\n", buf);
或者进行如下形式的调用：
  1. int dst[100];
  2. int src[100];
  3. memcpy(dst, src, 100*sizeof(int));
因为参数类型是 void*，所以上面的调用都是正确的。现在假设 memcpy 函数的参数类型不是 void*，而是 char*，如下面的代码所示：
  1. char *memcpy(char* dst, const char* src, size_t size)
  2. {
  3.     assert((dst !=NULL) && (src != NULL));
  4.     char *retAddr = dst;
  5.     size_t i = 0;
  6.     if ((retAddr>src) && (retAddr<(src+size)))
  7.     {
  8.         for (i=size-1; i>=0; i--)
  9.         {
  10.             *(dst++)= *(src++);
  11.         }
  12.     }
  13.     else
  14.     {
  15.         for (i=0; i<size; i++)
  16.         {
  17.             *(dst++) = *(src++);
  18.         }
  19.     }
  20.     *（retAddr+size）='\0';
  21.     return retAddr;
  22. }
现在继续执行如下形式的调用：
  1. int dst[100];
  2. int src[100];
  3. memcpy(dst, src, 100*sizeof(int));
由于类型不匹配，编译器就会报错，如图 1 所示。


图 1

由此可见，这样的函数同时也失去了通用性。