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什么是空指针和空类型指针？

c++pointersvoid-pointersnull-pointer
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我正在浏览一些面试题，其中有一个关于空指针和空类型指针的问题 （点击这里查看），它声称：

没有返回类型的指针称为空指针。它可以是任何类型的数据。

这让我感到非常困惑！根据这个问题，似乎可以随意使用 void 和 null ，但我不认为这是正确的。 我认为 void 是一种返回类型，null 是一种值。但我只是一个新手程序员，不能确认自己的理解是否正确。

请您解释一下空指针和空类型指针分别指什么。我不是在寻找区别 between null and void。

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这是一个对一个不好的问题的糟糕回答，与 CSS 无关。忽略它并继续前进。 - CB Bailey
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哈哈，实际上CSS是一家公司 :P - Shouvik
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这是一家公司，提供了我见过的最糟糕的回答来应对一个愚蠢的面试官问题。 - Nicol Bolas
9个回答
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这两个概念是正交的：

  1. void指针（void *）是指向某个内存位置的原始指针。
  2. 空指针是一个特殊的指针，根据定义不指向任何东西。它可以是任何类型的指针，包括void指针。

一个void指针可以是null或非null：

void *void_ptr1 = nullptr;
void *void_ptr2 = malloc(42);
void *void_ptr3 = new Foo;               // void * can point to almost anything
void *void_ptr4 = (char*)void_ptr3 + 1;  // even somewhere inside an object
一个非 void 指针也可以是 null 或非 null。
Foo *f = nullptr;
Foo *g = new Foo;
请问您能否举个例子？您是指像指向void函数之类的指针吗？我是新手，如果您能详细解释一下，我会更容易理解 :) - Shouvik
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类型void *的意思是“指向内存的指针；我不知道那里存储了什么数据”。任何“普通”的指针（例如 int *、char *、MyStruct *）都可以隐式转换为 void * 类型；它代表着原始的“一小块内存”。 - Chowlett
@Chowlett：是的，我在描述时有点不小心。已经修改过了。 - Marcelo Cantos
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请忘记那个答案吧。来自您链接中的一句话：

"没有返回类型的指针称为空指针。"

这是非常错误的。一个指针的返回类型？真的吗？这是一个糟糕的来源...

void* 是通用指针类型，因为任何指针类型（除了指向const和/或volatile的指针）都可以隐式转换为void*。换句话说，您可以将任何指针分配给类型为void*的变量。空指针是指针值0。

谢谢，我也猜到了。现在只是为了问题坚持下去... :) - Shouvik
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实际上，一个空指针可能不是值为'0'，尽管我从未见过其他值。在某些奇怪的平台上，0可能是一个有效的指针值。 - Gianni
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@Gianni 是的，你说得对，我很高兴这个信息可以通过你的评论留在我的回答中。 - Armen Tsirunyan
这并没有解释OP所寻找的区别。 - Chubsdad
@Gianni：是的和不是。虽然空指针的底层表示（字节）取决于实现，但在C++语言中，0代表空指针。当需要将0视为指针并根据实现生成正确的底层表示时，编译器会生成适当的代码。 - Matthieu M.
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void类型通常意味着没有给出任何类型信息。

您应该始终记住，指针传递两个信息：所指数据的类型（int、double等），它指定了如何解释它，以及指向数据的地址，它指定了您可以获取指向数据实际值的位置。

类型信息在指针的类型中（double*、int*等），而数据的地址是指针变量中包含的实际值。

因此，void指针（void *）是一个不指定任何类型信息的指针。它告诉您数据在哪里，但不告诉您如何解释它。您知道在那个地址有某些东西，但您不知道它是int、double还是一组飞牛。要实际使用这样的数据，必须以其他方式获取其类型信息（例如使用其他魔术参数），将该指针强制转换为常规指针类型，然后像平常一样使用它。

void *通常用于C语言中提供对泛型编程的某种支持；例如，请参见C库函数qsort。

相反，NULL指针是指向无处的指针。在这种情况下，通常存在指针的类型信息，但缺少所指数据的地址。当然，可能有一个是NULL的void *。

快速示例（假设将v声明为double v;）：

                         Type information present
             +----------------------+----------------------+
             |          ✔           |          ✘           |
         +---+----------------------+----------------------+
    p  c |   |                      |                      |
 v  o  o | ✔ | double * ptr = &v;   | void * ptr = &v;     |
 a  i  n |   |                      |                      |
 l  n  t +---+----------------------+----------------------+
 i  t  e |   |                      |                      |
 d  e  n | ✘ | double * ptr = NULL; | void * ptr = NULL;   |
    d  t |   |                      |                      |
         +---+----------------------+----------------------+

小知识: 在当前标准中，NULL保证是0。

在语言的其他领域中，void总是用于指定类型缺失。将其用作返回值（注意：我现在谈论的是void，而不是void *）意味着该函数不返回任何值，并且将表达式转换为void是一种丢弃值的花哨方式（您向编译器和其他程序员表明您有意识地不使用某个值）。

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请告诉我们：以下有何不同：

  • 气罐和无气情况之间的区别
  • 曲奇罐和没有饼干之间的区别
  • 术语“钱”和“空袋子”的区别

如果你理解了这些，就能够掌握 null vs void* 的困境。

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我认为混淆是真实的，因为这个问题... SO应该是所有与编码相关的知识来源，因此我认为这是一个合适的问题。如果您有不同的感受，很抱歉... - Shouvik
@Shouvik：你是什么意思？这确实是对你问题的最佳答案！字面上 :) - Armen Tsirunyan
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嗯，就像我之前提到的那样，我不是一名经验丰富的程序员，现在对于仅仅能够组合一段程序已经不再感兴趣了，我更想理解编程语言及其更精细的方面。虽然我看到这两者之间缺乏比较的笑话... :) - Shouvik
哈哈，我懂了... :D 如果你说“没有油箱”、“没有饼干罐”和“没有空口袋”，我可能会更快地理解它... :) - Shouvik
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void 是一种非类型。

null 是一种非值。

是的，我已经在问题中表达了这种差异.. 寻找指针的差异。 - Shouvik
void是一种类型，0或NULL是一个值。 - Armen Tsirunyan
@armen：void 是一种表示缺乏类型的类型。null 也是如此。 - Nicolas Repiquet
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void *ptr 是一个指针，可以用来指向任何类型的数据。它可以是 int、float 或者 double 等等。它没有初始的指针类型，只有指针类型的十六进制值，我们可以将这个指针赋值给任何类型的数据。

而空指针则是具有 NULL 值地址的指针，指针被赋予 NULL 值地址以防止在创建时使用指针访问其他可能包含其地址的数据。我认为在目前未使用指针时将其赋值为 NULL 是一种良好的编程技巧。

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链接的文章是错的。它的第一句话：“没有返回类型的指针被称为空指针”，让我觉得很警觉。这篇文章非常混乱。
你几乎是正确的。“指向void的指针”是一种类型（不是“返回类型”）。任何类型的值都可以由函数返回，因此可以成为（函数的）返回类型。
空指针是一个指针，无论其类型如何，都指向空对象，这不是任何可以创建的有效对象。可以说空指针指向“没有任何东西”。
指向void的指针也可以为空；
void *nothing = 0;

这是完全有效的代码，只是说明这个指针能够指向一个未命名的对象，但现在它没有指向任何对象。
谢谢你的确认。顺便问一下，空指针有什么特定的用途吗？ - Shouvik
@Shouvik 一个函数可以接受void*参数。如果您熟悉Java或C#，它大致相当于接受Object。 - Pedro d'Aquino
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以下是指针算术运算的一些差异：

这源于void是不完整类型的事实。

void *vp;
vp++;     // error, incomplete type
vp += 2;  // same error

void *p = 0;
p++;      // still same error

int *p = 0;
p++;      // well-formed program, but UB ($5.6/5)
所以基本上，一个空指针并不好，但它是有效的代码块，对吧？ - Shouvik
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@Shouvik：不，不是这样的。有时候它非常好用，例如当你只想将其作为不透明句柄传递而不披露它指向的实际类型，或者当你不希望被调用的实体进行任何指针算术运算时。所以这取决于具体情况。 - Chubsdad
啊，好的...像闭包之类的东西吗？ - Shouvik
@Chubsdad：你好，为什么你最后一个例子中的int ptr是UB？你能解释一下吗？ - user2793162
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空指针指向0x000000（这是不正确的访问指针），而void指针是指向未指定类型（void *）的正确指针。然而，void指针可以是空指针，但是解除引用指针将生成错误。

“Incorrect” 是一个对指针而言相当模糊的形容词。NULL 是任何指针的有效值，但在指针值为 NULL 的情况下并没有对象。此外，根据你的逻辑，void* 指针不能为 NULL，因为它既是“正确”的又是“不正确”的。这是明显不正确的说法。 - MSalters
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