作者:宋寶華 C++學(xué)習(xí)資源網(wǎng) 轉(zhuǎn)載
1.概述
許多初學(xué)者對(duì)C/C++語言中的void及void指針類型不甚理解,因此在使用上出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤。本文將對(duì)void關(guān)鍵字的深刻含義進(jìn)行解說,并詳述void及void指針類型的使用方法與技巧。
2.void的含義
void的字面意思是“無類型”,void *則為“無類型指針”,void *可以指向任何類型的數(shù)據(jù)。
void幾乎只有“注釋”和限制程序的作用,因?yàn)閺膩頉]有人會(huì)定義一個(gè)void變量,讓我們?cè)囍鴣矶x:
void a;
這行語句編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò),提示“illegal use of type ‘void‘”。不過,即使void a的編譯不會(huì)出錯(cuò),它也沒有任何實(shí)際意義。
void真正發(fā)揮的作用在于:
(1) 對(duì)函數(shù)返回的限定;
(2) 對(duì)函數(shù)參數(shù)的限定。
我們將在第三節(jié)對(duì)以上二點(diǎn)進(jìn)行具體說明。
眾所周知,如果指針p1和p2的類型相同,那么我們可以直接在p1和p2間互相賦值;如果p1和p2指向不同的數(shù)據(jù)類型,則必須使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符把賦值運(yùn)算符右邊的指針類型轉(zhuǎn)換為左邊指針的類型。
例如:
float *p1;
int *p2;
p1 = p2;
其中p1 = p2語句會(huì)編譯出錯(cuò),提示“‘=‘ : cannot convert from ‘int *‘ to ‘float *‘”,必須改為:
p1 = (float *)p2;
而void *則不同,任何類型的指針都可以直接賦值給它,無需進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換:
void *p1;
int *p2;
p1 = p2;
但這并不意味著,void *也可以無需強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換地賦給其它類型的指針。因?yàn)?#8220;無類型”可以包容“有類型”,而“有類型”則不能包容“無類型”。道理很簡單,我們可以說“男人和女人都是人”,但不能說“人是男人”或者“人是女人”。下面的語句編譯出錯(cuò):
void *p1;
int *p2;
p2 = p1;
提示“‘=‘ : cannot convert from ‘void *‘ to ‘int *‘”。
3.void的使用
下面給出void關(guān)鍵字的使用規(guī)則:
規(guī)則一 如果函數(shù)沒有返回值,那么應(yīng)聲明為void類型
在C語言中,凡不加返回值類型限定的函數(shù),就會(huì)被編譯器作為返回整型值處理。但是許多程序員卻誤以為其為void類型。例如:
add ( int a, int b )
{
return a + b;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
printf ( "2 + 3 = %d", add ( 2, 3) );
}
程序運(yùn)行的結(jié)果為輸出:
2 + 3 = 5
這說明不加返回值說明的函數(shù)的確為int函數(shù)。
林銳博士《高質(zhì)量C/C++編程》中提到:“C++語言有很嚴(yán)格的類型安全檢查,不允許上述情況(指函數(shù)不加類型聲明)發(fā)生”。可是編譯器并不一定這么認(rèn)定,譬如在Visual C++6.0中上述add函數(shù)的編譯無錯(cuò)也無警告且運(yùn)行正確,所以不能寄希望于編譯器會(huì)做嚴(yán)格的類型檢查。
因此,為了避免混亂,我們?cè)诰帉慍/C++程序時(shí),對(duì)于任何函數(shù)都必須一個(gè)不漏地指定其類型。如果函數(shù)沒有返回值,一定要聲明為void類型。這既是程序良好可讀性的需要,也是編程規(guī)范性的要求。另外,加上void類型聲明后,也可以發(fā)揮代碼的“自注釋”作用。代碼的“自注釋”即代碼能自己注釋自己。
規(guī)則二 如果函數(shù)無參數(shù),那么應(yīng)聲明其參數(shù)為void
在C++語言中聲明一個(gè)這樣的函數(shù):
int function(void)
{
return 1;
}
則進(jìn)行下面的調(diào)用是不合法的:
function(2);
因?yàn)樵贑++中,函數(shù)參數(shù)為void的意思是這個(gè)函數(shù)不接受任何參數(shù)。
我們?cè)赥urbo C 2.0中編譯:
#include "stdio.h"
fun()
{
return 1;
}
main()
{
printf("%d",fun(2));
getchar();
}
編譯正確且輸出1,這說明,在C語言中,可以給無參數(shù)的函數(shù)傳送任意類型的參數(shù),但是在C++編譯器中編譯同樣的代碼則會(huì)出錯(cuò)。在C++中,不能向無參數(shù)的函數(shù)傳送任何參數(shù),出錯(cuò)提示“‘fun‘ : function does not take 1 parameters”。
所以,無論在C還是C++中,若函數(shù)不接受任何參數(shù),一定要指明參數(shù)為void。
規(guī)則三 小心使用void指針類型
按照ANSI(American National Standards Institute)標(biāo)準(zhǔn),不能對(duì)void指針進(jìn)行算法操作,即下列操作都是不合法的:
void * pvoid;
pvoid++; //ANSI:錯(cuò)誤
pvoid += 1; //ANSI:錯(cuò)誤
//ANSI標(biāo)準(zhǔn)之所以這樣認(rèn)定,是因?yàn)樗鼒?jiān)持:進(jìn)行算法操作的指針必須是確定知道其指向數(shù)據(jù)類型大小的。
//例如:
int *pint;
pint++; //ANSI:正確
pint++的結(jié)果是使其增大sizeof(int)。
但是大名鼎鼎的GNU(GNU‘s Not Unix的縮寫)則不這么認(rèn)定,它指定void *的算法操作與char *一致。
因此下列語句在GNU編譯器中皆正確:
pvoid++; //GNU:正確
pvoid += 1; //GNU:正確
pvoid++的執(zhí)行結(jié)果是其增大了1。
在實(shí)際的程序設(shè)計(jì)中,為迎合ANSI標(biāo)準(zhǔn),并提高程序的可移植性,我們可以這樣編寫實(shí)現(xiàn)同樣功能的代碼:
void * pvoid;
(char *)pvoid++; //ANSI:正確;GNU:正確
(char *)pvoid += 1; //ANSI:錯(cuò)誤;GNU:正確
GNU和ANSI還有一些區(qū)別,總體而言,GNU較ANSI更“開放”,提供了對(duì)更多語法的支持。但是我們?cè)谡鎸?shí)設(shè)計(jì)時(shí),還是應(yīng)該盡可能地迎合ANSI標(biāo)準(zhǔn)。
規(guī)則四 如果函數(shù)的參數(shù)可以是任意類型指針,那么應(yīng)聲明其參數(shù)為void *
典型的如內(nèi)存操作函數(shù)memcpy和memset的函數(shù)原型分別為:
void * memcpy(void *dest, const void *src, size_t len);
void * memset ( void * buffer, int c, size_t num );
這樣,任何類型的指針都可以傳入memcpy和memset中,這也真實(shí)地體現(xiàn)了內(nèi)存操作函數(shù)的意義,因?yàn)樗僮鞯膶?duì)象僅僅是一片內(nèi)存,而不論這片內(nèi)存是什么類型。如果memcpy和memset的參數(shù)類型不是void *,而是char *,那才叫真的奇怪了!這樣的memcpy和memset明顯不是一個(gè)“純粹的,脫離低級(jí)趣味的”函數(shù)!
下面的代碼執(zhí)行正確:
//示例:memset接受任意類型指針
int intarray[100];
memset ( intarray, 0, 100*sizeof(int) ); //將intarray清0
//示例:memcpy接受任意類型指針
int intarray1[100], intarray2[100];
memcpy ( intarray1, intarray2, 100*sizeof(int) ); //將intarray2拷貝給intarray1
有趣的是,memcpy和memset函數(shù)返回的也是void *類型,標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的編寫者是多么地富有學(xué)問?。?div style="height:15px;">
void的出現(xiàn)只是為了一種抽象的需要,如果你正確地理解了面向?qū)ο笾?#8220;抽象基類”的概念,也很容易理解void數(shù)據(jù)類型。正如不能給抽象基類定義一個(gè)實(shí)例,我們也不能定義一個(gè)void(讓我們類比的稱void為“抽象數(shù)據(jù)類型”)變量。
小小的void蘊(yùn)藏著很豐富的設(shè)計(jì)哲學(xué),作為一名程序設(shè)計(jì)人員,對(duì)問題進(jìn)行深一個(gè)層次的思考必然使我們受益匪淺。