void及void指针含义的深刻解析(转,void * 在gcc中被看做char *处理,即void *p; p++;实际加1,而不是加整形的4或者long型的8)

void的含义
    void即“无类型”,void *则为“无类型指针”,可以指向任何数据类型。
void指针使用规范
①void指针可以指向任意类型的数据,亦即可用任意数据类型的指针对void指针赋值。例如:
    int *pint;
    void *pvoid;
    pvoid = pint;   /* 不过不能 pint = pvoid; */
    如果要将pvoid赋给其他类型指针,则需要强制类型转换如:pint = (int *)pvoid;
     ②在ANSI C标准中,不允许对void指针进行算术运算如pvoid++或pvoid+=1等,而在GNU中则允许,因为在缺省情况下,GNU认为void *与char *一样。sizeof( *pvoid )== sizeof( char ).
void的作用
①对函数返回的限定。
    ②对函数参数的限定。
    当函数不需要返回值时,必须使用void限定。例如: void func(int, int);
    当函数不允许接受参数时,必须使用void限定。例如: int func(void)。

    由于void指针可以指向任意类型的数据,亦即可用任意数据类型的指针对void指针赋值,因此还可以用void指针来作为函数形参,这样函数就可以接受任意数据类型的指针作为参数。例如:
    void * memcpy( void *dest, const void *src, size_t len );
    void * memset( void * buffer, int c, size_t num );

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1. 许多初学者对C/C++语言中的void及void指针类型不甚理解,因此在使用上出现了一些错误。本文将对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。
2.void的含义
void的字面意思是“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“illegal use of type ’void’”。不过,即使void a的编译不会出错,它也没有任何实际意义。
void真正发挥的作用在于:
(1) 对函数返回的限定;
(2) 对函数参数的限定。 众所周知,如果指针p1和p2的类型相同,那么我们可以直接在p1和p2间互相赋值;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。
例如:
float *p1;
int *p2;
p1 = p2;
其中p1 = p2语句会编译出错,提示“’=’ : cannot convert from ’int *’ to ’float *’”,必须改为:
p1 = (float *)p2;
    而void *则不同,任何类型的指针都可以直接赋值给它,无需进行强制类型转换:
void *p1;
int *p2;
p1 = p2;
但这并不意味着,void *也可以无需强制类型转换地赋给其它类型的指针。因为“无类型”可以包容“有类型”,而“有类型”则不能包容“无类型”。道理很简单,我们可以说“男人和女人都是人”,但不能说“人是男人”或者“人是女人”。下面的语句编译出错:
void *p1;
int *p2;
p2 = p1;
提示“’=’ : cannot convert from ’void *’ to ’int *’”。
3.void的使用
下面给出void关键字的使用规则:
规则一 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 ( int a, int b )
{
return a + b;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
printf ( /"2 + 3 = %d/", add ( 2, 3) );
}
程序运行的结果为输出:
2 + 3 = 5
这说明不加返回值说明的函数的确为int函数。
林锐博士《高质量C/C++编程》中提到:“C++语言有很严格的类型安全检查,不允许上述情况(指函数不加类型声明)发生”。可是编译器并不一定这么认定,譬如在Visual C++6.0中上述add函数的编译无错也无警告且运行正确,所以不能寄希望于编译器会做严格的类型检查。
因此,为了避免混乱,我们在编写C/C++程序时,对于任何函数都必须一个不漏地指定其类型。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。代码的“自注释”即代码能自己注释自己。 [Page]
规则二 如果函数无参数,那么应声明其参数为void 在C++语言中声明一个这样的函数:
int function(void)
{
return 1;
}
则进行下面的调用是不合法的:
function(2);
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。
我们在Turbo C 2.0中编译:
#include /"stdio.h/"
fun()
{
return 1;
}
main()
{
printf(/"%d/",fun(2));
getchar();
}
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“’fun’ : function does not take 1 parameters”。
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。
规则三 小心使用void指针类型
按照ANSI(American National Standards Institute)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
//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。
//例如:
int *pint;
pint++; //ANSI:正确
pint++的结果是使其增大sizeof(int)。
但是大名鼎鼎的GNU(GNU’s Not Unix的缩写)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++的执行结果是其增大了1。
在实际的程序设计中,为迎合ANSI标准,并提高程序的可移植性,我们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
GNU和ANSI还有一些区别,总体而言,GNU较ANSI更“开放”,提供了对更多语法的支持。但是我们在真实设计时,还是应该尽可能地迎合ANSI标准。
规则四 如果函数的参数可以是任意类型指针,那么应声明其参数为void *
典型的如内存操作函数memcpy和memset的函数原型分别为:
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 *,那才叫真的奇怪了!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:memset接受任意类型指针
int intarray[100]; [Page]
memset ( intarray, 0, 100*sizeof(int) ); //将intarray清0
//示例:memcpy接受任意类型指针
int intarray1[100], intarray2[100];
memcpy ( intarray1, intarray2, 100*sizeof(int) ); //将intarray2拷贝给intarray1
有趣的是,memcpy和memset函数返回的也是void *类型,标准库函数的编写者是多么地富有学问啊!
规则五 void不能代表一个真实的变量
下面代码都企图让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(还有人妖?)。
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一个实例,我们也不能定义一个void(让我们类比的称void为“抽象数据类型”)变量。
    4.总结
小小的void蕴藏着很丰富的设计哲学,作为一名程序设计人员,对问题进行深一个层次的思考必然使我们受益匪浅。

<think>首先,用户的问题是关于C/C++中void指针与int类的操作及其意义。用户引用了两段内容,但这些是参考引用,我需要基于用户的问题来回答。 用户的问题:"我想理解void指针与int类的操作及其在C/C++中的意义 请问C/C++中void指针int的运算规则" 所以,核心是解释void指针void*)如何与int相,以及这在C/C++中的规则和意义。 从系统指令: - 所有行内数学表达式使用$...$格式。 - 独立公式使用$$...$$$$并单独成段。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 引用的段落末尾添引用标识。 - 回答结构清晰,逐步解决问题。 回答结构: 1. **介绍void指针**:简要解释void*是什么,基于用户提供的引用。 2. **解释运算规则**:详细说明void指针与int相的规则。 3. **意义和用途**:讨论这种操作的意义和常见应用场景。 4. **注意事项**:包括潜在问题和最佳实践。 5. **生成相关问题**:在最后添相关问题。 关键点: - void* 是一个通用指针,可以指向任何类的数据,但它本身没有类信息。 - 在C/C++中,指针算术依赖于指针的类大小。void* 没有大小信息,所以直接对void*进行算术操作是非法的。 - 但是,在GCC编译器中,void*的算术行为类似于char*(每个字节为单位),但这依赖于编译器扩展,不是标准C/C++。 - 标准做法是先将void*换为具体类指针,然后再进行算术操作。 规则: - 在标准C/C++中,对void*进行指针算术(如法)是未定义行为。 - 编译器可能允许它,但行为实现定义。 - 例如:void *ptr; int i; ptr + i; // 这在标准中无效。 - 正确方式:将void*换为char*或具体类指针,然后int。 意义: - 常用于内存操作,如memcpy、memset,其中void*用于通用指针。 - 在低级编程中,处理原始内存时使用。 基于用户引用: - 引用[1]:void*可以指向任何类的数据。 - 引用[2]:memcpy和memset使用void*,操作内存而不论类。 所以,在回答中,我需要引用这些。 回答大纲: 1. **引言**:解释void指针的概念。 2. **运算规则**:详细说明void* + int的行为。 3. **标准与扩展**:区分标准C/C++和编译器扩展。 4. **正确用法**:展示如何安全地使用。 5. **总结意义**:强调在内存操作中的应用。 6. **相关问题**:生成几个相关问题。 生成相关问题: - 例如: 1. void指针在C/C++中的其他常见用途是什么? 2. 如何安全地使用void指针进行内存操作? 3. 指针算术在C/C++中的基本规则是什么? 确保LaTeX格式: - 行内数学:如 $sizeof(int)$ - 独立公式:如果需要,但这里可能不需要复杂公式。 最终回答用中文。</think>### void指针与int相的运算规则及其在C/C++中的意义 在C/C++编程中,void指针(`void*`)是一种通用指针,它可以指向任意类的数据,但本身不包含类信息。这使得它在内存操作函数(如`memcpy`和`memset`)中非常有用,因为可以处理任何内存块而不指定具体类[^1]。然而,对void指针直接进行算术运算(如与int相)涉及特定规则和潜在问题。下面我将逐步解释其运算规则、意义及注意事项,确保内容清晰可靠。 #### 1. **void指针的基本概念** - void指针定义为`void*`,表示一个“无类指针。它可以存储任何数据类的地址,但不能直接解引用(即不能通过`*ptr`访问数据),因为编译器无法确定其指向的类大小[^1]。 - 例如: ```c int a = 10; void *ptr = &a; // 合法:void* 指向int变量 ``` - 意义:void指针主要用于通用编程场景,如动态内存分配(`malloc`返回`void*`)或函数参数,以实现类无关的操作[^1][^2]。 #### 2. **void指针与int相的运算规则** 在C/C++标准中,对void指针直接进行算术运算(如法)是**未定义行为**(Undefined Behavior)。这是因为指针算术依赖于指针指向类的大小(例如,`int* ptr + 1`会使指针移动`sizeof(int)`字节),但void指针没有关联类大小,编译器无法计算偏移量[^1]。 - **规则总结**: - **标准C/C++规则**:直接对`void*`进行法运算是非法的。例如: ```c void *ptr = ...; // 假设ptr指向某个地址 int offset = 4; void *result = ptr + offset; // 错误:编译失败,违反标准 ``` 编译器会报错,如“pointer of type 'void *' used in arithmetic”。 - **编译器扩展行为**:某些编译器(如GCC)允许void指针算术,并将其视为`char*`类(每个字节为单位)。例如: ```c void *ptr = ...; int offset = 4; void *result = ptr + offset; // 在GCC中可能编译通过:ptr移动4字节 ``` 这里,`ptr + offset`等效于`(char*)ptr + offset`,因为`char`类大小为1字节。但这不是标准C/C++,而是编译器特定扩展,可移植性差[^2]。 - **正确用法**:要安全地进行运算,必须先将void指针换为具体类指针(如`char*`、`int*`),再进行法: ```c void *ptr = ...; // 原始void指针 int offset = 4; char *temp = (char*)ptr; // 换为char*,因为char大小固定为1字节 void *result = temp + offset; // 合法:移动offset字节 ``` 数学上,新地址计算为: $$ \text{新地址} = \text{原地址} + \text{offset} \times \text{sizeof(换类)} $$ 例如,如果换为`char*`,则`sizeof(char) = 1`,所以移动`offset`字节。 - **示例代码**: ```c #include <stdio.h> int main() { int arr[3] = {10, 20, 30}; void *ptr = arr; // void*指向数组首地址 int offset = 2; // 偏移量 // 错误:直接void* + int(标准中非法) // void *result = ptr + offset; // 编译错误 // 正确:先换为char* char *temp = (char*)ptr; void *result = temp + offset * sizeof(int); // 移动offset个int大小(8字节,假设int为4字节) // 验证:result指向arr[2] int *final = (int*)result; printf("%d\n", *final); // 输出:30 return 0; } ``` 此例中,换后法确保指针正确移动到数组元素。 #### 3. **意义与应用场景** - **意义**void指针与int相的核心意义在于**内存地址的偏移计算**,常用于低级内存操作: - 在函数如`memcpy`或`memset`中,void指针用于表示起始地址,int偏移量用于定位内存块中的特定字节[^2]。 - 在数据结构(如动态数组或缓冲区处理)中,允许泛访问内存,而不依赖具体数据类。 - 数学上,这类似于地址运算:$ \text{目标地址} = \text{基地址} + \text{偏移量} \times \text{元素大小} $,其中元素大小由换类确定。 - **注意事项**: - **安全风险**:错误换可能导致未定义行为(如访问无效内存)。始终确保偏移量基于正确的类大小。 - **可移植性**:依赖编译器扩展(如GCC行为)会降低代码跨平台性。优先使用标准换方法。 - **性能**:在性能关键代码中,直接使用具体类指针(如`int*`)比void指针更高效,避免了额外换。 #### 4. **总结** 在C/C++中,void指针与int相的运算规则强调:**标准禁止直接操作,必须通过类换(如为`char*`)实现**。这体现了void指针的“无类”本质:它提供灵活性,但需显式类信息来安全操作内存[^1][^2]。正确使用时,它在内存管理、系统编程中不可或缺。
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