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第十七章:深刻理解void 和void*,了解C/C++基本语言特性变量和类型【技术教程】
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  void和void*,无论对于初学者还是对于部分有经验的程序员来说,都是一个似是而非的东西。尤其对于初学人员,由于对void和void*不甚理解,所以也是出问题较多的地方。本实用经验将对void 关键字的深刻含义进行解说,并详述void及void指针类型的使用方法与技巧。

  void的字面值是“无类型”,void*则为“无类型指针”。void*可以指向任何类型的数据。void几乎只有“注释”和限制程序的作用,因为从来没有人会定义一个void变量。让我们试着来定义:

void a;

  这行语句编译时会出错,提示“illegaluseoftype’void’”。不过,即使编译不会出错,它也没有任何实际意义。

  void真正发挥的作用在于:对函数返回的限定;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p1和 p2之间可互相赋值;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,然后才可以赋值。如下面这个例子:

float*p1;
int*p2;
p1=p2;

  p1=p2 语句会编译出错,提示“’=’:can’t convert from ‘int*’to ‘float*””,必须改为下面这种形式:

p1=(float*)p2;

  而void*则不同,任何类型的指针都可以直接赋值给它,无须强制类型转换,例如:

void*p1;
int*p2;
p1-p2;

  但这并不意味着void*也可无须强制类型转换地赋给其他类型的指针,这是因为“无类型”可以包容“有类型”,而“有类型”不能包容“无类型”。这个道理其实很简单,我们可说“男人和女人都是人”,但不能说“人是男人”或“人是女人”。所以下面的语句编译出错,提示“’=’:can’t convertfrom’void*’to’int*’”

void*p1;
int*p2;
p2-p1;

  下面继续讲述void关键字的使用规则。

  (1)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(inta,intb)
{
  retun a+b:
}
int main(intargc,char*argv[])
{
  printf(/"2+3-%d/",add(2,3));
}

  程序运行的结果为:2+3=5。这说明不加返回值说明的函数,其返回值的确为 int类型。

  因此,为了避免混乱,在编写C/C++程序时,对于任何函数都必须指定其返回类型。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。

  (2)如果函数无参数,那么应声明其参数为void。如果在 C++语言中声明一个这样的函数:

int function(void)
{
  return1:
}

则进行下面的调用是不合法的,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。

function(2);

但如果在Turboc 2.0 中编译下面这段代码:

#include <stdio.h>
int fun()
{
  return 1;
}
main()
{
  printf("%d",fun(2));
  getchar();
}

代码可编译正确且输出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“error C2660: “fun”:函数不接受1 个参数”。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。

(3)小心使用void指针类型。

按照ANSI 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
int *pint;
pint++;    //ANSI:正确

  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。但是大名鼎鼎的 GNU(GNU’S NotUnix)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++;   //执行结果是其增大了1

  在实际程序设计中,为迎合ANSI 标准,并提高程序的可移植性,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

  总体而言,GNU 较ANSI 更“开放”,提供了对更多语法的支持。但是在真实设计时,还是应该尽可能地迎合ANSI标准。

  (4)如果函数的参数可以是任意类型的指针,那么应声明其参数为void*。

  典型的应用如内存操作函数。memcpy 和 memset 的函数原型分别如下:

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*,那就奇怪了!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:

//示例一:memset 接受任意类型指针
intintarray[100];
memset(intarray,0,100*sizeof(int));//将 intarray 清0
//示例二:memcpy 接受任意类型指针
intintarray1[100],intarray2[100];
memcpy(intarray1,intarray2,100*sizeof(int));//将intarray2 复制给intarray1

  (5)void不能代表一个真实的变量。

  下面的代码都企图让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。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实例一样,我们也不能定义void 变量。

第十七章:深刻理解void 和void*,了解C/C++基本语言特性变量和类型【技术教程】

  请谨记

  小小的void蕴藏着丰富的设计哲学,作为一名程序设计人员,对问题进行深层次的思考必然会使我们受益匪浅。

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更新时间:2024年02月28日

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