void*到底是怎样的存在？

来源：公众号【编程珠玑】

作者：守望先生

ID：shouwangxiansheng

说到C就不得不提指针，而一提到指针，有一个是比较特殊的，那就是void*。

void*到底是怎样的存在？

指针类型的含义

在说明void*之前，先了解一下普通指针类型的含义。

//来源：公众号【编程珠玑】
//main.c
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a[] = {0x01020304,2019};
    int *b = a;
    char *c = (char*)&a[0];
    printf("b+1:%d\n",*(b+1));
    printf("c+1:%d\n",*(c+1));
    return 0;
}

`
上面的输出结果为：

b+1:2019
c+1:3

对于上面的结果，也许你并不感到意外。如果你的疑问是为什么不是2而是3，那么建议你看看《谈一谈字节序的问题》。同样是指针类型，b和c有什么区别？
一个是指向整型的指针，一个是指向char型的指针，当它们执行算术运算时，它们的步长就是对应类型占用空间大小。
即

b + 1 //移动sizeof(int)字节

04	03	02	01	2019
字节0	字节1	字节2	字节3	字节4~7
				↑

指针移动4个字节后，指向的就是2019了，解引用自然得到2019。

而对于c

c + 1 //移动sizeof(char)字节

它的指向如下：

04	03	02	01	2019
字节0	字节1	字节2	字节3	字节4~7
	↑

解引用之后，自然得到3。

结论

各种类型之间没有本质区别，只是解释内存中的数据方式不同。

例如，对于int型指针b，解引用时，会解析4字节，算术运算时，也是以该类型占用空间大小为单位，所以b+1，移动4字节，解引用，处理4字节内容，得到2019。

对于char型指针c，解引用时，会解析1个字节，算术运算时，也是以sizeof(char)为单位，所以c+1，移动一字节，解引用，处理1字节，得到03。

所以像下面这样的操作：

char a[] = {01,02,03,04};
int *b = (int*)(a+2);

如果你试图解引用b，即*b，就可能遇到无法预料的问题，因为将会访问非法内存位置。

a+2，移动sizeof(char)字节，指向03，此时按照int类型指针解引用，由于int类型解引用会处理4字节内存，但是后面已经没有属于数组a的合法内容了，因此可能出错。

指针占用空间大小

正由于它们没有本质区别，它们占用空间大小在同一个程序中都是固定的，对于32位程序，占用4字节空间，64位占用8字节，而正因如此，64位程序理论能使用的内存是足够大的，而32位程序理论上能使用的不过4G（2^（4*8bit)），再加上内核空间的使用，真正能用到的可能就3G左右。

如果你的系统是64位的，那么默认情况下，编译出来的程序也是64位的。如果你想编译为32位，可以使用-m32参数：

$ gcc -m32 -o main main.c

如何确定是多少位的程序：

$ readelf -h main
Class:                             ELF32

上面的ELF32，表明了它是32位程序。或者可以看Machine字段：

Machine:                           Intel 80386

void*

说回void*，前面说了，指针的类型不过是解释数据的方式不同罢了，这样的道理也可用于很多场合的强制类型转换，例如将int类型指针转换为char型指针，并不会改变内存的实际内容，只是修改了解释方式而已。而void *是一种无类型指针，任何类型指针都可以转为void\*，它无条件接受各种类型。

而既然是无类型指针，那么就不要尝试做下面的事情：

• 解引用
• 算术运算

由于不知道其解引用操作的内存大小，以及算术运算操作的大小，因此它的结果是未知的。

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a = 10;
    int *b = &a;
    void *c = b;
    *c;
    return 0;
}

编译警告如下：

warning: dereferencing ‘void *’ pointer

如何使用

既然如此，那么void*有什么用呢？

实际上我们在很多接口中都会发现它们的参数类型都是void*,例如:

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);

为何要如此设计？因为对于这种通用型接口，你不知道用户的数据类型是什么，但是你必须能够处理用户的各种类型数据，因而会使用void*。void*能包容地接受各种类型的指针。

也就是说，如果你期望接口能够接受任何类型的参数，你可以使用void*类型。

但是在具体使用的时候，你必须转换为具体的指针类型。例如，你传入接口的是int*，那么你在使用的时候就应该按照int*使用。

注意

使用void*需要特别注意的是，你必须清楚原始传入的是什么类型，然后转换成对应类型。例如，你准备使用库函数qsort进行排序：

void qsort(void *base,size_t nmemb,size_t size , int(*compar)(const void *,const void *));

它的第三个参数就是比较函数，它接受的参数都是const void*，如果你的比较对象是一个结构体类型，那么你自己在实现compar函数的时候，也必须是转换为该结构体类型使用。

举个例子，你要实现学生信息按照成绩比较：

//来源：公众号【编程珠玑】
typedef struct student_tag
{
    char name[STU_NAME_LEN];  //学生姓名
    unsigned int id;          //学生学号
    int score;                //学生成绩
}student_t;
int studentCompare(const void *stu1,const void *stu2)
{
　　/*强转成需要比较的数据结构*/
    student_t *value1 = (student_t*)stu1;
    student_t *value2 = (student_t*)stu2;
    return value1->score-value2->score;
}

在将其传入studentCompare函数后，必须转换为其对应的类型进行处理。
更多函数指针相关内容可以参考《高级指针话题－函数指针》，那里有更多的介绍。

总结

void*很强大，但是一定要在合适的时候使用；同时强转很逆天，但是一定要注意前后的类型是否真的能正确转换。

通俗地说void*：

• 这里有一片内存数据，我也不知道什么类型，给你了，你自己想怎么用怎么用吧，不过要用对奥！
• 我这里什么类型都能处理，你给我一片内存数据就可以了

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