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English

11.14 — void 指针

void 指针，也被称之为泛型指针，是一种可以指向任意类型对象的指针！void指针的声明类似于普通指针，使用void关键字标识指针类型：

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void* ptr; // ptr is a void pointer

void 指针可以指向任何数据类型的对象：

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int nValue;
float fValue;

struct Something
{
    int n;
    float f;
};

Something sValue;

void* ptr;
ptr = &nValue; // valid
ptr = &fValue; // valid
ptr = &sValue; // valid

不过，由于void指针并不知道它所指对象的类型，所以堆void指针进行解引用是非法操作。void 指针必须首先被转换为其他特定类型的指针，然后才能进行解引用。

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int value{ 5 };
void* voidPtr{ &value };

// std::cout << *voidPtr << '\n'; // illegal: dereference of void pointer

int* intPtr{ static_cast<int*>(voidPtr) }; // 首先将void指针转换为int指针

std::cout << *intPtr << '\n'; // 然后解引用得到结果

运行结果：

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接下来的问题是：如果 void 指针不知道它所指的对象是什么类型的话，我们又是如何得应该将它转换成什么类型呢？实际上，你必须自己去跟踪这个类型。

下面是一个使用 void 指针的类型：

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#include <iostream>
#include <cassert>

enum class Type
{
    tInt, // note: we can't use "int" here because it's a keyword, so we'll use "tInt" instead
    tFloat,
    tCString
};

void printValue(void* ptr, Type type)
{
    switch (type)
    {
    case Type::tInt:
        std::cout << *static_cast<int*>(ptr) << '\n'; // cast to int pointer and perform indirection
        break;
    case Type::tFloat:
        std::cout << *static_cast<float*>(ptr) << '\n'; // cast to float pointer and perform indirection
        break;
    case Type::tCString:
        std::cout << static_cast<char*>(ptr) << '\n'; // cast to char pointer (no indirection)
        // std::cout will treat char* as a C-style string
        // if we were to perform indirection through the result, then we'd just print the single char that ptr is pointing to
        break;
    default:
        assert(false && "type not found");
        break;
    }
}

int main()
{
    int nValue{ 5 };
    float fValue{ 7.5f };
    char szValue[]{ "Mollie" };

    printValue(&nValue, Type::tInt);
    printValue(&fValue, Type::tFloat);
    printValue(szValue, Type::tCString);

    return 0;
}

输出结果：

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7.5
Mollie

void 指针其他细节

void 指针可以被设置为 null 值：

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void* ptr{ nullptr }; // ptr is a void pointer that is currently a null pointer

尽管一些编译器允许删除指向动态分配内存的空指针，但应该避免这样做，因为它可能导致未定义行为。

不能在void指针上做指针算术运算。这是因为指针算术要求指针知道它所指向的对象的大小，以便可以适当地增加或减少指针。

注意，没有void引用这种东西。这是因为void引用的类型是void &，并且不知道它引用的是什么类型的值。

小结

一般来说，除非绝对必要，否则应该避免使用void指针，因为它们可以避免类型检查，这使得你在不经意间犯的错误无法被编译器发现。例如：

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int nValue{ 5 };
printValue(&nValue, Type::tCString);

但谁知道结果会怎样呢！

尽管上面的函数看起来像是一种让一个函数处理多个数据类型的简洁方法，但C++实际上提供了一种更好的方法(通过函数重载)来做同样的事情，该方法保留了类型检查，以避免滥用。许多其他地方曾经使用void指针来处理多个数据类型，现在可以使用模板来更好地完成，模板也提供了强类型检查。

但是，在非常偶然的情况下，void指针也是很有用的。但是在使用前要首先确保没有更好(更安全)的方法来使用其他语言机制完成同样的事情！