如何理解C++中的void？

1.定義

首先void*中的void代表一個(gè)任意的數(shù)據(jù)類(lèi)型，"星號(hào)"代表一個(gè)指針，所以其就是一個(gè)任意數(shù)據(jù)類(lèi)型的指針。

對(duì)于指定數(shù)據(jù)類(lèi)型的指針如int* ，double*等，他們的sizeof都是4個(gè)字節(jié)，因?yàn)槎际且粋€(gè)指針，只是指針指向的數(shù)據(jù)類(lèi)型不一致。

C語(yǔ)言是一個(gè)強(qiáng)類(lèi)型的語(yǔ)言， 那么他們之間有什么區(qū)別呢 ？前面一篇文章我們說(shuō)過(guò)， 指針+1和-1是和指向數(shù)據(jù)類(lèi)型有關(guān)的 。

假設(shè)指針值為0x00000001,指針類(lèi)型為int類(lèi)型，整數(shù)為n,則計(jì)算出來(lái)的結(jié)果為0x00000001+ n乘以4,這里的4是因?yàn)橹羔橆?lèi)型為int，如果是double，則為0x00000001+ n乘以8. 所以我們使用double類(lèi)型指針+1，地址移動(dòng)了8位，而用int指針+1，地址移動(dòng)了4位，就是這個(gè)道理。

這說(shuō)起來(lái)其實(shí)和數(shù)據(jù)內(nèi)存對(duì)齊有關(guān)。你可以把這里的4和8理解為跳躍力。

那對(duì)于void*呢？ 其實(shí)就是一個(gè)未指定跳躍力的指針 。

那void*的跳躍力又什么時(shí)候指定？在需要使用的時(shí)候指定就可以了，好處： 可以實(shí)現(xiàn)泛型編程，節(jié)省代碼 。

2.void*使用場(chǎng)景

2.1：當(dāng)函數(shù)傳參時(shí)不確定數(shù)據(jù)類(lèi)型時(shí)或者支持多種數(shù)據(jù)類(lèi)型傳遞時(shí)。

代碼如下：

复制void say(int type,void* pArgs) {
    switch (type) 
    {
        case 0:
        {
            double* d = (double*)pArgs;
            break;
        }   
        case 1:
        {
            int* i = (int*)pArgs;
            break;
        }       
    }
}

該函數(shù)使用一個(gè)type來(lái)表示當(dāng)前參數(shù)void*的類(lèi)型，內(nèi)部通過(guò)type判斷轉(zhuǎn)換的類(lèi)型。

2.2：函數(shù)返回值不需要考慮類(lèi)型，只關(guān)心返回的大小。

如malloc函數(shù):

原型：

复制void* malloc(size_t size)

代碼使用：

复制int* a = nullptr;
double* b = nullptr;
b = (double*)malloc(sizeof(double));
a = (int*)malloc(sizeof(double));

可以看到malloc返回值類(lèi)型為void*，其只返回分配內(nèi)存的大小，不關(guān)心分配后的內(nèi)存你是使用int還是double類(lèi)型進(jìn)行劃分.

注意：函數(shù)外部在接收到void*格式的返回值時(shí)，需要強(qiáng)轉(zhuǎn)為自己的數(shù)據(jù)類(lèi)型才能使用。

3.void*使用中的注意點(diǎn)：

1.使用賦值運(yùn)算符“=”時(shí)，void*只能作為左值不能作為右值。

复制void*作為一個(gè)未指定數(shù)據(jù)類(lèi)型的指針，可以指向任何一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型的指針，但是有數(shù)據(jù)類(lèi)型的指針，不能指向一個(gè)void* 的指針。

代碼如下：

复制int i = 5;
int* pi = &i;
void* pv = pi;
int* pi1 = pv;//編譯錯(cuò)誤，void*類(lèi)型的指針不能初始化為指定類(lèi)型的指針

這其實(shí)是可以理解的:

复制假設(shè)void*指定了一個(gè)非int類(lèi)型的數(shù)據(jù)，如果此時(shí)賦值給int*類(lèi)型的指針，則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的bug**。

2.void*類(lèi)型必須強(qiáng)轉(zhuǎn)為指定類(lèi)型的數(shù)據(jù)才能使用。

void 在未指定類(lèi)型的情況下，是不能直接使用的， 只有在轉(zhuǎn)換為顯示類(lèi)型后才能使用 。 *

代碼如下：

复制int i = 5;
int* pi = &i;
void* pv = pi;
//cout << *pv << endl;//表達(dá)式必須是指向完整對(duì)象類(lèi)型的指針
cout << *(int*)pv << endl;

代碼中可以看出在未強(qiáng)轉(zhuǎn)為顯示類(lèi)型前，使用void*會(huì)報(bào)表達(dá)式必須是指向完整對(duì)象類(lèi)型的指針.

說(shuō)明void*一定要強(qiáng)轉(zhuǎn)后才能使用.

沒(méi)有強(qiáng)轉(zhuǎn)的void*是沒(méi)有意義的。

那可能有同學(xué)要問(wèn)了，假設(shè)我們并不知道當(dāng)前void*數(shù)據(jù)類(lèi)型，強(qiáng)轉(zhuǎn)錯(cuò)誤了會(huì)發(fā)生什么事。

复制int i = 5;
int* pi = &i;
void* pv = pi;

cout<<"(int*)pv:" << (int*)pv << endl;
cout<<"(double*)pv:" << (double*)pv << endl;
cout <<"*(int*)pv:" << *(int*)pv << endl;
cout <<"*(double*)pv:" << *(double*)pv << endl;

運(yùn)行結(jié)果：
(int*)pv:0043F724
(double*)pv:0043F724
*(int*)pv:5
*(double*)pv:-9.25596e+61

此時(shí)可以看到雖然pv強(qiáng)轉(zhuǎn)為double后，指針指向的地址和強(qiáng)轉(zhuǎn)為int類(lèi)型指針指向地址是一樣的都是0x0043F724。但是取值后就發(fā)生了異常，因?yàn)閐ouble占用的是8個(gè)字節(jié)，所以取值的是后8位字節(jié)，所以取到的是一個(gè)錯(cuò)誤的值，實(shí)際只有4個(gè)字節(jié)是有效的。

我們?cè)谑褂胿oid*強(qiáng)轉(zhuǎn)的時(shí)候一定要注意這點(diǎn) 、

3.C++中使用(void*)0表示空指針。

在C語(yǔ)言中空指針定義方式：

复制#define NULL ((void*)0)

在C++語(yǔ)言中：

复制#ifndef NULL
    #ifdef __cplusplus
        #define NULL 0
    #else 
        #define NULL ((void*)0)
    #endif
#endif

复制可以看到在C語(yǔ)言中NULL代表(void*)0，而在C++中NULL代表的是0，使用nullptr來(lái)表示(void*)0空指針，
所以在C++中推薦使用新標(biāo)準(zhǔn)的nullptr來(lái)初始化一個(gè)空指針。

4.當(dāng)void*作為函數(shù)的參數(shù)類(lèi)型或者返回值類(lèi)型時(shí)，說(shuō)明該函數(shù)可以接收或者返回任意類(lèi)型的指針。

代碼如下：

复制void* _say(void* pArgs) {
    return pArgs;
}
int  main()
{
    int _a = 5;
    float f = 10.8;
    int* _pi = &_a;
    float* pf = &f;

    cout << *(int*)_say(_pi) << endl;
    cout << *(float*)_say(pf) << endl;

}
運(yùn)行結(jié)果：
5
10.8

代碼中可以看出參數(shù)void* pArgs可以使用任意類(lèi)型的實(shí)參，返回值也可以返回任意類(lèi)型的指針，但是最終需要轉(zhuǎn)換為具體類(lèi)型才能使用。

void*在C++中的作用其實(shí)就是為了實(shí)現(xiàn)泛型編程，和Java中使用Object來(lái)表示是一樣的，所以又稱(chēng)為通用指針和泛指針，不過(guò) C++中大部分情況下會(huì)使用模板編程來(lái)實(shí)現(xiàn)泛型 。

上面_say函數(shù)代碼可以使用下面模板函數(shù)代替：

复制T _say(T t) {
    return t;
}

區(qū)別在于： 模板編程不需要將強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為具體類(lèi)型 ，其使用方式如下：

复制int _a = 5;
float f = 10.8;
int* _pi = &_a;
float* pf = &f;

cout <<*_say(_pi) << endl;
cout << *_say(pf) << endl;

未強(qiáng)轉(zhuǎn)也可以直接得出結(jié)果，這是因?yàn)槟０寰幊虝?huì)在編譯器幫我們生成具體的函數(shù)。

調(diào)用了兩次_say會(huì)分別實(shí)現(xiàn)：

复制float* _say(float* t) {
    return t;
}
int* _say(int* t) {
    return t;
}

所以運(yùn)行的時(shí)候是調(diào)用了不同的函數(shù)，而使用void*的泛型只調(diào)用一個(gè)函數(shù)。

總結(jié)

• 1.void*是一個(gè)過(guò)渡型的指針狀態(tài)，可以代表任意類(lèi)型的指針，取值的時(shí)候需要轉(zhuǎn)換為具體類(lèi)型才能取值。其是處于數(shù)據(jù)類(lèi)型頂端的狀態(tài)：

  

• 2.void* 使用賦值運(yùn)算符“=”賦值時(shí)，只能將具體類(lèi)型賦值給void星，不能將void*賦值給具體類(lèi)型。

• 3.void*一般作為參數(shù)或者返回值來(lái)實(shí)現(xiàn)泛型編程，但是C++中一般考慮使用模板編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。