空指针的目的是什么？

Question

为什么需要 void 指针，只要可以将任何指针类型转换为任何指针类型，即：

char b = 5; 
int*a = (int*)&b;//both upcasting

或者

int b = 10;
char*a = (char*)b;//and downcasting are allowed

?

另外，为什么在使用 malloc/calloc/realloc 时不需要强制转换？

Answer 1

可以将任何指针类型转换为任何指针类型

不完全的。 void *被定义为将任何object 指针¹转换为void *并以等效值再次返回。 它不需要任何演员表。

在不太常见的架构中，一些其他指针的大小和范围可能小于void * 。 在其他指针类型之间进行转换可能会丢失必要的信息。

void *提供了一个通用的object指针类型。

void *p = any_object_pointer; // No casts required
any_object_pointer = p;       // No casts required

char *可以替代void * ，除了与其他 object 指针之间的转换需要强制转换。

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OP 的char b = 5; int*a = (int*)&b; char b = 5; int*a = (int*)&b; 由于 alignment 对int *的需求可能超过char * ，因此存在未定义行为的风险。

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¹ Function 指针可能比void*更宽。 void *和其他指针是object 指针。 C 缺少真正通用的指针类型。

Answer 2

void指针对于创建通用 API 非常有用。 您可能会想到qsort function 可用于对任何类型的 arrays 进行排序。 如果 API 不知道指针的具体类型，则可以使用void指针。

void qsort(
   void *base,
   size_t number,
   size_t width,
   int (__cdecl *compare )(const void *, const void *)
);

关于分配函数，也是一样的。 C 运行时不知道有效 object 的类型。 但这不是问题，因为用户可以使用通用指针void 。

所以void指针被认为是通用指针，对于多态非常有用，这就是为什么 C 语言使强制转换为void是可选的。

Answer 3

“为什么需要 void 指针，只要可以转换任何指针类型”。

然后，分配 function 将不得不使用共同的分母，例如 char。 但是，如果必须转换为我们真正需要的任何东西，那将是令人困惑的。 “void”只是意味着“一堆字节”。