通过qsort(void * lineptr[], int left, int rifht, int (*comp)(void *, void *))解读指针函数和void指针

本文深入探讨了C语言中使用通用型参数和强制转换来适应不同数据类型的方法,详细解释了其原理、实现过程以及在实际程序中的应用案例,包括如何将char类型强制转换为void类型以实现通用化编程。

原函数是《The C programint  language 》5.11文本行排序的程序,如下:

void qsort(void *v[], int left, int right, int (*comp)(void *,void *)) 
{
	int i,last;
	
	if( left >= right)
		return;
	
	swap(v,left,(left+right)/2);
	last = left;
	for(i = left + 1; i <= right; ++i)
		if(comp(v[i],v[left]) < 0)
			swap(v,++last,i);
	swap(v,left,last);
	qqsort(v,left,last-1,comp);
	qqsort(v,last+1,right,comp);
}


该函数有以下特点:

1. 参数  void *v[] ,这是把main函数传递的实参转换为通用的void * * 类型的形参,那对于实参的需要自己强制转换,比如把  char * lineptr[] 传递给  v,必须这样(void ** )lineptr,

   那为什么能这样转化 

    1. 任意的类型都可以赋给相应的void类型的 

    2. 该void的类型也可以强制转换为该类型

   那为什么要这样转换 

   1. 这样转换可以满足函数通用性的要求,任何类型都可以转换为相应的void类型,相对于这个程序,把char 转换为 void,只要在comp模型中提供了comp(char *,char *)去调用,就把void 转换为 char 类型进行运算,符合程序通用化的要求;

   2. 之所以可以用void的1阶以上指针,是因为各种类型的地址字节都是固定了,win32用4个字节表示指针,所以只要该函数内的void类型的运算都是对地址的运算都可以,不能对相应的void的类型进行四则和取值运算,因为它虽然指向对应变量的首地址,但是他不知道该地址指向的数据类型,所以除了地址运算其他的都不能进行,也就是说使用这种转换函数,必须保证该函数内除了地址运算外,不能进行其他的运算。

还有对于 形参void * v [] 去代替实参  (void **)lineptr,对于一个指向void * 的数组来说,之所以行,是因为v[1]是可以计算,数组中存的都是指针,固定4个字节,v[1] 的地址 v + 4就行了,由因为它指向的是地址,v[1]指向一个地址,改地址又是4个字节的大小,只有这些是可以确定,其他的不行,不能对v[1][1],因为v[1]是个地址,但是这个地址指向的内容的类型不能判定,不知道把改地址指向的那块数据取几个字节,转换什么类型,都不得而知。 

 

还有个强制转换问题:

char  s[3][3];

void ** p = s;

把p转换为s的    ((char (*)[3])p)[0] = s[0] 

 

完整的程序见:http://blog.youkuaiyun.com/chenyiming_1990/article/details/9382177

 

<think>首先,用户的问题是关于C/C++中void**int**的转换是否可行。用户提供了几个引用,我需要参考这些引用,但用户说这些引用仅供参考,并不是真正的需求。用户真正的需求是了解void**int**的转换。 从系统级指令: - 所有行内数学表达式必须使用$...$格式,但这个问题是关于编程的,可能没有数学表达式,除非必要。 - 独立公式使用$$...$$,但这里可能不需要。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾添加引用标识,例如[^1]。 用户可见层: - 回答结构清晰,逐步解决问题。 - 保证回答真实可靠。 参考引用: - [^1]: 提到void*指针是万能指针,不需要类型转换。 - [^2]: 在C++中,void*可以赋值给其他指针,但反之需要强制转换。 - [^3]: 解释了void*内存操作函数中的使用。 - [^4]: 关于C语言指针的强制转换。 用户的问题:C/C++中void**int**的转换是否可行? 关键点: - void** 是一个指向void指针指针。 - int** 是一个指向int指针指针。 在CC++中: - 在C中,指针类型转换更灵活,但需要小心。 - 在C++中,类型检查更严格,void**int**的直接转换可能不安全或需要显式强制转换。 分析: 1. **C语言**: - void* 可以隐式转换为任何其他指针类型,不需要显式转换。 - 但是,void** 是双重指针。将一个 void** 转换为 int** 可能有问题,因为 void** 指向一个 void*,而 int** 指向一个 int*。 - 在C中,你可以通过强制转换来实现,但这不是类型安全的。例如: ```c void **ppv; int **ppi = (int **)ppv; // 显式强制转换 ``` - 但是,如果ppv指向的内存不是有效的int*,这可能导致未定义行为。 2. **C++语言**: - C++ 有更严格的类型系统。void* 可以隐式转换为其他指针类型,但反之不行。 - void**int** 的转换通常需要显式强制转换,因为指针类型不兼容。 - 直接赋值或隐式转换可能不被允许,因为void** int** 指向不同类型(void* vs int*)。 - 例如: ```cpp void **ppv; int **ppi = reinterpret_cast<int**>(ppv); // 在C++中需要使用reinterpret_cast ``` - 这同样不安全,因为类型不匹配。 为什么可能不安全? - 指针的类型系统是为了确保类型安全。void* 是泛型指针,但 void** 指向一个 void*,这意味着它指向一个可以指向任何类型的指针。 - 当你将 void** 转换为 int**,你假设 void** 指向的内存实际上是一个 int* 指针。如果它指向的是其他类型的指针(如 char*),访问 *ppi 可能导致未定义行为(例如,类型混淆)。 实际使用: - 在像 qsort 或 bsearch 这样的函数中,使用 void* 来泛化数据类型。 - 但双重指针void**)较少见,通常用于操作指针数组或类似场景。 - 从引用[^3]:memcpy memset 使用 void* 因为它们是内存操作,不关心具体类型。 - 对于 void**,类似地,如果你知道底层类型,可以转换,但需要谨慎。 总结回答: - 在C中,可行但需要显式强制转换,且不类型安全。 - 在C++中,可行但需要 reinterpret_cast,同样不类型安全。 - 一般不建议,除非你确切知道在做什么。 回答结构: 1. **引言**:解释问题。 2. **C语言视角**:讨论在C中的可行性。 3. **C++视角**:讨论在C++中的可行性。 4. **安全性建议**:强调潜在风险。 5. **示例代码**:提供简单示例(如果需要)。 6. **生成相关问题**:在末尾。 生成相关问题: - 根据系统指令,需要生成相关问题。例如: 1. 为什么在C/C++中指针类型转换不安全? 2. 如何安全地使用void指针进行泛型编程? 3. void** 在哪些场景下有用? 引用标识: - 在回答中引用提供的参考,在段落末尾添加[^1], [^2]等。 最终回答用中文。</think>### C/C++中void**int**的转换可行性分析 在C/C++编程中,指针类型转换是一个常见但需要谨慎处理的主题。用户询问是否可以将`void**`(指向void指针指针)转换为`int**`(指向int指针指针)。我将从C语言C++语言两个角度逐步分析可行性、潜在风险及实际应用建议。回答基于C/C++标准(如C11C++17)行业实践,确保真实可靠。 #### 1. **C语言视角:可行但需显式强制转换** 在C语言中,`void*` 指针被称为“万能指针”,因为它可以隐式转换为任何其他指针类型(如`int*`)而无需强制转换,这提高了代码的灵活性[^1]。然而,对于双重指针(如`void**`到`int**`),情况不同: - **可行性**:是可行的,但必须使用显式强制转换(cast)。这是因为`void**``int**`指向不同类型(`void*` vs `int*`),编译器不会自动处理。 - **语法示例**: ```c void **ppv = ...; // 假设ppv指向一个void*指针 int **ppi = (int **)ppv; // 显式强制转换 ``` - **潜在风险**: - **类型不安全**:如果`ppv`实际指向的内存不是有效的`int*`指针(例如指向`char*`),访问`*ppi`可能导致未定义行为(如内存访问错误或数据损坏)。 - **对齐问题**:不同指针类型可能有不同内存对齐要求,转换后可能引发硬件异常。 引用[^2]提到:“在C语言中,void *指针例外(任何类型指针都可以赋值给void指针,但反之不行)”,这强调了反向转换需谨慎。 #### 2. **C++语言视角:可行但需`reinterpret_cast`且更严格** C++对类型安全要求更高,`void*`到其他指针的隐式转换受限,双重指针转换更复杂: - **可行性**:是可行的,但必须使用`reinterpret_cast`(C++特有的强制转换运算符),因为直接赋值或隐式转换会被编译器拒绝。 - **语法示例**: ```cpp void **ppv = ...; // 假设ppv指向一个void*指针 int **ppi = reinterpret_cast<int**>(ppv); // 必须使用reinterpret_cast ``` - **潜在风险**: - **类型系统破坏**:C++强调类型安全,`reinterpret_cast`绕过编译器检查,可能导致未定义行为(如对象切片或虚表损坏)。 - **兼容性问题**:如果`ppv`指向的对象不是`int*`,运行时会出错。引用[^3]强调:“void*指针内存操作函数(如memcpy)中体现了纯粹性”,但双重指针转换破坏了这种“纯粹性”,增加风险。 - **与C的区别**:C++不允许C风格的`(int**)`强制转换,必须用`reinterpret_cast`,否则编译失败。 #### 3. **安全性实用建议** 尽管转换可行,但一般不推荐,除非在特定场景: - **风险总结**: - **未定义行为**:如果类型不匹配,程序可能崩溃或产生不可预测结果。 - **维护困难**:代码可读性降低,调试难度增加。 - **安全替代方案**: - **使用单一void指针**:优先用`void*`处理泛型数据(如`qsort`函数),避免双重指针[^3]。 - **类型检查**:在转换前添加断言或运行时检查: ```c if (ppv != NULL) { int **ppi = (int **)ppv; // C风格 // 或使用C++的dynamic_cast(但需多态类型) } ``` - **设计模式**:用联合(union)或模板(C++)实现类型安全泛型。 - **适用场景**:仅在低级系统编程(如操作系统内核或内存管理器)中,当确切知道底层类型时使用。例如,操作指针数组时,但需充分测试。 #### 4. **示例代码说明** 以下是一个简单示例,展示转换语法(但强调风险): ```c #include <stdio.h> int main() { int value = 42; int *pi = &value; void **ppv = (void **)π // 创建void**指针 int **ppi = (int **)ppv; // 显式转换为int**(C语言) printf("Value: %d\n", **ppi); // 输出: Value: 42 return 0; } ``` - **警告**:此代码仅在`ppv`确实指向`int*`时安全。否则,例如`ppv`指向`char*`,`**ppi`会访问错误内存。 #### 总结 - **C语言**:`void**`到`int**`的转换可行,需显式强制转换,但不类型安全。 - **C++语言**:转换可行,但必须用`reinterpret_cast`,风险更高。 - **总体建议**:避免此类转换,优先使用`void*`或类型安全设计。如果必须使用,确保严格类型匹配并添加防护措施[^1][^2][^3]。
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值