一文揭秘C语言的void指针，void指针

描述

1 不能动的“地址”之 void指针

1.1 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",ptr1,ptr2); int i = *ptr2; printf("%d",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[i]); } printf(""); return 0;}

 

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",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",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[i]; func(num); }}void printNum(int num){ printf("value=%d",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。

 

三、函数指针应用案例

3.1 计算任意类型的最大值

（1）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",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[i]); } printf(""); 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[i].name,dogs[i].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。

 

　审核编辑：汤梓红