void指针的背后藏着什么？

只看该作者 · 2024-2-21 10:49

本帖最后由豌豆爹于 2024-2-21 10:53 编辑

void指针初探
void *表示一个“不知道类型”的指针，也就不知道从这个指针地址开始多少字节为一个数据。和用int表示指针异曲同工，只是更明确是“指针”。

因此void *只能表示一个地址，不能用来&取值，也不能++和--移动指针，因此不知道多少字节是一个数据单位。

int nums[] = {3,5,6,7,9};

void* ptr1 = nums;

//int i = *ptr1; // 对于void指针没法直接取值

int* ptr2 = (int*)nums;

printf("%d,%d\n",ptr1,ptr2);

int i = *ptr2;

printf("%d\n",i);

从输出结果可以看出，无论是无类型的void指针还是int类型指针，指向的地址都是一样的：

PS：void *就是一个不能动的“地址”，在进行&、移动指针之前必须转型为类型指针。

1.2 void指针的用途

这里我们看一下我们之前了解的memset函数，其第一个参数就是一个void指针，它可以帮我们屏蔽各种不同类型指针的差异。

如下面代码所示，我们既可以传入一个int类型数组的指针，也可以传入一个char类型数组的指针：

  int nums[20];

memset(nums,0,sizeof(nums));

char chs[2];

memset(chs,0,sizeof(chs));

那么，我们也可以试着自己动手模拟一下这个memset函数，暂且命名为mymemset吧：

void mymemset(void *data,int num,int byteSize)

{

// char就是一个字节，而计算机中是以字节为单位存储的

char *ptr = (char*)data;

int i;

for(i=0;i<byteSize;i++)

{

      *ptr=num;

      ptr++;

}

}

int main(int argc, char *argv[])

{

int nums[20];

mymemset(nums,0,sizeof(nums));

int i,len=sizeof(nums)/sizeof(int);

for(i=0;i<len;i++)

{

      printf("%d ",nums);

}

printf("\n");

return 0;

}

只看该作者 · 2024-2-21 10:50

本帖最后由豌豆爹于 2024-2-21 10:55 编辑

在这个mymemset函数中，我们利用void指针接收不同类型的指针，利用char类型（一个字节）逐个字节读取内存中的每一个字节，最后依次填充指定的数字。由于char类型是一个具体类型，所以可以使用++或者--进行指针的移动。对于结构体类型，也可以使用我们的mymemset函数：

typedef struct _Person

{

char *name;

int age;

} Person;

Person p1;

mymemset(&p1,0,sizeof(Person));

printf("p1.Age:%d\n",p1.age);

最终的运行结果如下图所示：

void *的用途：在只知道内存，但是不知道是什么类型的时候。

2.函数指针

2.1 指向函数的指针

我们可以在C中轻松地定义一个函数指针：

typedef void (*intFunc)(int i);

这里我们定义了一个无返回值的，只有一个int类型参数的函数指针intFunc。我们可以在main函数中使用这个函数指针来指向一个具体的函数（这个具体的函数定义需要和函数指针的定义一致）：

void test1(int age){

printf("test1:%d\n",age);

}

int main(void){

// 声明一个intFunc类型的函数指针

intFunc f1 = test1;

// 执行f1函数指针所指向的代码区

f1(8);

return 0;

}

最终运行结果如下图所示，执行函数指针f1即执行了其所指向的具体的函数：

2.2 函数指针的基本使用

这里我们通过一个小案例来对函数指针做一个基本的使用介绍。相信大部分的C#或Java程序员都很熟悉foreach，那么我们就来模拟foreach对int数组中的值进行不同的处理。具体体现为for循环的代码是复用的，但是怎么处理这些数据不确定，因此把处理数据的逻辑由函数指针指定。

void foreachNums(int *nums,int len,intFunc func)

{

int i;

for(i=0;i<len;i++)

{

      int num = nums;

      func(num);

}

}

void printNum(int num)

{

printf("value=%d\n",num);

}

在foreachNums函数中，我们定义了一个intFunc函数指针，printNum函数是满足intFunc定义的一个具体的函数。下面我们在main函数中将printNum函数作为函数指针传递给foreachNums函数。

  int nums[] = { 1,5,666,23423,223 };

foreachNums(nums,sizeof(nums)/sizeof(int),printNum);

最终运行的结果如下图所示：

通过函数指针，我们可以屏蔽各种具体处理方法的不同，也就是将不确定的因素都依赖于抽象，这也是面向抽象或面向接口编程的精髓。

只看该作者 · 2024-2-21 10:50

本帖最后由豌豆爹于 2024-2-21 10:56 编辑

3.函数指针应用案例

3.1计算任意类型的最大值

定义函数指针及getMax主体：
typedef int (*compareFunc)(void *data1,void *data2);

// getMax 函数参数说明：

// data 待比较数据数组的首地址,uniteSize单元字节个数

// length：数据的长度。{1,3,5,6}：length=4

// 比较data1和data2指向的数据做比较，

// 如果data1>data2，则返回正数

void *getMax(void *data,int unitSize,int length,compareFunc func)

{

int i;

char *ptr = (char*)data;

char *max = ptr;

for(i=1;i<length;i++)

{

      char *item = ptr+i*unitSize;

      //到底取几个字节进行比较是func内部的事情

      if(func(item,max)>0)

      {

         max = item;

      }

}

return max;

}

这里可以看到，在getMax中到底取几个字节去比较都是由compareFunc所指向的函数去做，getMax根本不用关心。

（2）定义符合函数指针定义的不同类型的函数：

int intDataCompare(void *data1,void *data2)

{

int *ptr1 = (int*)data1;

int *ptr2 = (int*)data2;

int i1=*ptr1;

int i2=*ptr2;

return i1-i2;

}

typedef struct _Dog

{

char *name;

int age;

} Dog;

int dogDataCompare(void *data1,void *data2)

{

Dog *dog1 = (Dog*)data1;

Dog *dog2 = (Dog*)data2;

return (dog1->age)-(dog2->age);

}

（3）在main函数中针对int类型和结构体类型进行调用：

int main(int argc, char *argv[])

{

// test1:int类型求最大值

int nums[] = { 3,5,8,7,6 };

int *pMax = (int *)getMax(nums,sizeof(int),sizeof(nums)/sizeof(int),

      intDataCompare);

int max = *pMax;

printf("%d\n",max);

// test2:结构体类型求最大值

Dog dogs[] ={{"沙皮",3},{"腊肠",10},{"哈士奇",5},

      {"京巴",8},{"大狗",2}};

Dog *pDog = (Dog *)getMax(dogs,sizeof(Dog),

      sizeof(dogs)/sizeof(Dog),dogDataCompare);

printf("%s=%d",pDog->name,pDog->age);

return 0;

}

最终运行结果如下图所示：

3.2 C中自带的qsort函数—自定义排序

qsort包含在<stdlib.h>头文件中，此函数根据你给的比较条件进行快速排序，通过指针移动实现排序。排序之后的结果仍然放在原数组中。使用qsort函数必须自己写一个比较函数。我们可以看看qsort函数的原型：

void qsort ( void * base, size_t num, size_t size, int ( * comparator ) ( const void *, const void * ) );

int nums[] = { 3,5,8,7,6 };

qsort(nums,sizeof(nums)/sizeof(int),sizeof(int),intDataCompare);

int i;

for(i=0;i<sizeof(nums)/sizeof(int);i++)

{

      printf("%d ",nums);

}

printf("\n");

Dog dogs[] ={{"沙皮",3},{"腊肠",10},{"哈士奇",5},

      {"京巴",8},{"大狗",2}};

qsort(dogs,sizeof(dogs)/sizeof(Dog),sizeof(Dog),dogDataCompare);

for(i=0;i<sizeof(dogs)/sizeof(Dog);i++)

{

      printf("%s %d ",dogs.name,dogs.age);

}

那么，快速排序后是否有结果呢？答案是肯定的，我们可以传入各种比较方法，可以升序排序也可以降序排序。

只看该作者 · 2024-2-26 18:21

void *表示一个“不知道类型”的指针，也就不知道从这个指针地址开始多少字节为一个数据。和用int表示指针异曲同工，只是更明确是“指针”。

只看该作者 · 2024-2-26 21:27

从输出结果可以看出，无论是无类型的void指针还是int类型指针，指向的地址都是一样的