void、void*以及NULL

写在前面

在使用C++的过程中，void和NULL用到的频率挺高的，但是从来没有去探索过这两个关键字的联系和区别，也没有对它们做更多的探索。对于void*，说实话，实际应用中貌似没有用到过这个东西。那这三者到底是什么呢？应该怎么用呢？

void

void是指无类型。我们可以把它理解为“不存在”
我们在写代码的时候，用到void的地方无非两个：
1、函数没有返回值的时候，将函数的返回类型声明为void
如:void f(int a);
在C语言中，如果一个函数没有写返回类型，编译器默认这种函数的返回类型是整型，而不是void.
2、函数没有参数的时候，在参数列表中注明void
如：int getSum(void)，当然也可以写成int getSum()。对编译器而言，这两种形式都没有区别，如果在程序中同时声明这两种形式的话，编译器不会视为函数重载，而是会报重复声明的错误。尽管对于上述两种参数类型为空的声明，编译器的处理都相同，但是为了让程序具有良好的可读性，同时也为了满足编程规范的要求，还是加上void为好。
接下来我们试着定义一个void类型的变量：

void a;

编译器会报错：error C2182: “a”: 非法使用“void”类型
也就是说，void是没有类型的，如果定义这样的变量，编译器并不知道应该给这个变量开辟多大的空间，因此只能报错。

void*

说实话，目前为止，除了在写一些内存拷贝、移动相关的样例函数时用过void*，其他时候一次都没用过。（事实上void*的就是在内存复制、内存拷贝这些场景中用到的）void*看起来看起来比较神秘而高冷啊。它到底是个啥呢？
既然void是无类型，那么很自然的推理出，void*就是无类型指针。
在程序中定义一个void*的变量：

void *p;

程序可以通过编译。我们可以输出sizeof（p），其结果为4.这很容易理解，因为p是一个指针，只是它指向的对象的类型是未知的，在win32中，指针占4个字节，因此sizeof(p) = 4.我们可以打印出p的地址，我们甚至可以直接打印出p指向的对象的地址，尽管此时并不知道p指向的地址里面放的是什么：

    cout<<"sizeof p = "<<sizeof(p)<<endl;
    cout<<"&p = "<<&p<<endl;
    cout<<"p = "<<p<<endl;//这句可能会在执行时出现异常，这是可以使用Release模式

enter description here

void*是无类型的，也就是说，它可以是任意类型的，我们可以把任意类型的指针赋给void类型的指针。
下面这段代码声明了一个double类型的指针pb，然后将pb赋给p。

    void *p;
    
    double b = 0.2;
    double *pb = &b;
    
    cout<<"Befor  initialization"<<endl;
    cout<<"p = "<<p<<endl;
    cout<<"pb = "<<pb<<endl;

    cout<<"After  initialization"<<endl;
     p = pb;
    cout<<"p = "<<p<<endl;

enter description here

反过来，如果把无类型指针p赋给double型指针pb，

    pb = p;

则无法通过编译，报错：无法从“void *”转换为“double *”，如果需要进行这类的转换，必须进行强制类型转换：

   pb = (double *)p;

此外，对于有明确类型的指针，比如int *，我们可以直接操作指针，对指针做++、+=操作，如下：

    int a = 2;
    int *pa = &a;

    cout<<"pa = "<<pa<<endl;

    pa++;
    cout<<"After pa++"<<endl;
    cout<<"pa = "<<pa<<endl;

enter description here
可以看到，指针移动了4个字节。如果是double类型的指针，则做++操作后移动的是8个字节。字符型指针比较奇特，直接看代码和结果：

    char *pa = "abc";

    cout<<"pa = "<<pa<<endl;

    pa++;
    cout<<"After pa++"<<endl;
    cout<<"pa = "<<pa<<endl;

enter description here
输出的是指向的内容。（这里不再继续扩展了，感觉有要跑偏了。。），我想说的是，对于void * ，不能进行++ 操作。很明显，对int*, dobule* 做++操作时，指针移动的大小是其指向对象的大小，而我们已经知道void*指向的对象是未知的，因此无法进行指针的下移，如果对void*做++操作，会报错： error C2036: “void *”: 未知的大小

NULL

NULL字面意思是“空”，也就是啥都没有，它通常表示空值，无结果，或是空集合，其ASCII码是0（十进制），我们可以在程序中输出NULL的值，如下：

   cout<<"NULL = "<<NULL<<endl;

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我们可以直接转到NULL的声明，然后stdio.h就会被打开，同时鼠标将被聚焦到下图中的代码上。

由此可以看到，NULL实际上是一个宏定义，在C++中，它被替换成0，而在C中，它被替换成一个无类型指针，且值为0.
因此我们把NULL赋给任意类型的指针，如下：

    int t = 9;
    int *a = &t;
    cout<<"Before a = NULL"<<endl;
    cout<<"a = "<<a<<endl;

    a = NULL;
    cout<<"After a = NULL"<<endl;
    cout<<"a = "<<a<<endl;

在这段代码中，我们把NULL赋给了int型的指针a，这样a指向的对象就变成了0，这中做法称为指针的悬空。这时候a已经不指向向任何有效存储区，在指针初始化和指针delete之后，都会这么做。

enter description here

总结

越是探索C++中的一些细节，就越是觉得自己学得很粗浅。。。但近来能够静下心来慢慢看看这些细微的东西，感觉还是挺受益的，无论以后使用什么语言进行编程，都能够静下心来，多多思考，坚持下去，总是好的。