麦子学院 2017-06-25 15:38
C语言学习之空指针NULL以及void指针详解
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空指针 NULL
一个指针变量可以指向计算机中的任何一块内存，不管该内存有没有被分配，也不管该内存有没有使用权限，只要把地址给它，它就可以指向，C
语言没有一种机制来保证指向的内存的正确性，程序员必须自己提高警惕。
很多初学者会在无意间对没有初始化的指针进行操作，这是非常危险的，请看下面的例子：
1. #include
2. int main () {
3. char * str ;
4. gets ( str );
5. printf ( "%s \n " , str );
6. return 0 ;
7. }
这段程序没有语法错误，能够通过编译和链接，但当用户输入完字符串并按下回车键时就会发生错误，在 Linux
下表现为段错误（
Segment Fault
），在
Windows
下程序直接崩溃。如果你足够幸运，或者输入的字符串少，也可能不报错，这都是未知的。
前面我们讲过，未初始化的局部变量的值是不确定的，C
语言并没有对此作出规定，不同的编译器有不同的实现，我曾警告大家不要直接使用未初始化的局部变量。上面的代码中，
str
就是一个未初始化的局部变量，它的值是不确定的，究竟指向哪块内存也是未知的，大多数情况下这块内存没有被分配或者没有读写权限，使用
gets()
函数向它里面写入数据显然是错误的。
我强烈建议对没有初始化的指针赋值为 NULL
，例如：
char *str = NULL;
NULL
是
“
零值、等于零
”
的意思，在
C
语言中表示空指针。从表面上理解，空指针是不指向任何数据的指针，是无效指针，程序使用它不会产生效果。
注意区分大小写，null
没有任何特殊含义，只是一个普通的标识符。
很多库函数都对传入的指针做了判断，如果是空指针就不做任何操作，或者给出提示信息。更改上面的代码，给 str
赋值
NULL
，看看会有什么效果：
1. #include
2. int main () {
3. char * str = NULL ;
4. gets ( str );
5. printf ( "%s \n " , str );
6. return 0 ;
7. }
运行程序后发现，还未等用户输入任何字符，printf()
就直接输出了
(null)
。我们有理由据此推断，gets()
和
printf()
都对空指针做了特殊处理：
· gets()
不会让用户输入字符串，也不会向指针指向的内存中写入数据；
· printf()
不会读取指针指向的内容，只是简单地给出提示，让程序员意识到使用了一个空指针。
我们在自己定义的函数中也可以进行类似的判断，例如：
1. void func ( char * p ) {
2. if ( p == NULL ) {
3. printf ( "(null) \n " );
4. } else {
5. printf ( "%s \n " , p );
6. }
7. }
这样能够从很大程度上增加程序的健壮性，防止对空指针进行无意义的操作。
其实，NULL
是在
stdio.h
中定义的一个宏，它的具体内容为：
#define NULL ((void *)0)
(void *)0
表示把数值 0
强制转换为
void *
类型，最外层的
( )
把宏定义的内容括起来，防止发生歧义。从整体上来看，NULL
指向了地址为
0
的内存，而不是前面说的不指向任何数据。
在进程的虚拟地址空间中，最低地址处有一段内存区域被称为保留区，这个区域不存储有效数据，也不能被用户程序访问，将NULL
指向这块区域很容易检测到违规指针。
关于虚拟地址空间的概念以及程序的内存分布，我们将在《
C语言和内存
》专题中深入讲解，现在读者只需要记住，在大多数操作系统中，极小的地址通常不保存数据，也不允许程序访问，NULL
可以指向这段地址区间中的任何一个地址。
注意，C
语言没有规定
NULL
的指向，只是大部分标准库约定成俗地将
NULL
指向
0
，所以不要将
NULL
和
0
等同起来，例如下面的写法是不专业的：
int *p = 0;
而应该坚持写为：
int *p = NULL;
注意 NULL
和
NUL
的区别：
NULL
表示空指针，是一个宏定义，可以在代码中直接使用。而
NUL
表示字符串的结束标志
'\0'
，它是
ASCII
码表中的第
0
个字符。
NUL
没有在
C
语言中定义，仅仅是对
'\0'
的称呼，不能在代码中直接使用。
void 指针
对于空指针 NULL
的宏定义内容，上面只是对
((void *)0)
作了粗略的介绍，这里重点说一下
void *
的含义。void
用在函数定义中可以表示函数没有返回值或者没有形式参数，用在这里表示指针指向的数据的类型是未知的。
也就是说，
void *
表示一个有效指针，它确实指向实实在在的数据，只是数据的类型尚未确定，在后续使用过程中一般要进行强制类型转换。
C
语言动态内存分配函数
malloc()
的返回值就是
void *
类型，在使用时要进行强制类型转换，请看下面的例子：
纯文本复制
1. #include
2. int main () {
3. //
分配可以保存
30
个字符的内存，并把返回的指针转换为
char *
4. char * str = ( char *) malloc ( sizeof ( char ) * 30 );
5. gets ( str );
6. printf ( "%s \n " , str );
7. return 0 ;
8. }
运行结果：
c.biancheng.net↙
c.biancheng.net
这里重点是让大家理解
void *
，它不是空指针的意思，而是实实在在的指针，只是指针指向的内存中不知道保存的是什么类型的数据。
来源：csdn