null指针和void指针|酷客网

null很有趣，但有时候会被误解。之所以会造成迷惑，是因为我们会遇到几种类似但又不一样的概念，包括：

NULL被赋值给指针就意味着指针不指向任何东西。null概念是指指针包含了一个特殊的值，和别的指针不一样，它没有指向任何内存区域。两个null指针总是相等的。尽管不常见，但每一种指针类型（如字符指针和整数指针）都可以有对应的null指针类型。

null概念是通过null指针常量来支持的一种抽象。这个常量可能是也可能不是常量0，C程序员不需要关心实际的内部表示。

NULL宏是强制类型转换为void指针的整数常量0。在很多库中定义如下：

#define NULL ((void *)0)

这就是我们通常理解为null指针的东西。这个定义一般可以在多种头文件中找到，包括stddef.h、stdlib.h和stdio.h。

如果编译器用一个非零的位串来表示null，那么编译器就有责任在指针上下文中把NULL或0当做null指针，实际的null内部表示由实现定义。使用NULL或0是在语言层面表示null指针的符号。

ASCII字符NUL定义为全0的字节。然而，这跟null指针不一样。C的字符串表示为以0值结尾的字符序列。null字符串是空字符串，不包含任何字符。最后，null语句就是只有一个分号的语句。

接下来我们会看到，null指针对于很多数据结构的实现来说都是很有用的特性，比如链表经常用null指针来表示链表结尾。

如果要把null值赋给pi，就像下面那样用NULL：

pi = NULL;

注意　null指针和未初始化的指针不同。未初始化的指针可能包含任何值，而包含NULL的指针则不会引用内存中的任何地址。

有趣的是，我们可以给指针赋0，但是不能赋任何别的整数值。看一下下面的赋值操作：

pi = 0;
pi = NULL;
pi = 100; // 语法错误
pi = num; // 语法错误

指针可以作为逻辑表达式的唯一操作数。比如说，我们可以用下面的代码来测试指针是否设置成了NULL。

if(pi) {
// 不是NULL
} else {
// 是NULL
}

注意　下面两个表达式都有效，但是有冗余。这样可能更清晰，但是没必要显式地跟NULL做比较。

如果这里pi被赋了NULL值，那就会被解释为二进制0。在C中这表示假，那么倘若pi包含NULL的话，else分支就会执行。

if(pi == NULL) ...
if(pi != NULL) ...

注意　任何时候都不应该对null指针进行解引，因为它并不包含合法地址。执行这样的代码会导致程序终止。

1. 用不用NULL

使用指针时哪一种形式更好，NULL还是0？无论哪一种都完全没问题，选择哪种只是个人喜好。有些开发者喜欢用NULL，因为这样会提醒自己是在用指针。另一些人则觉得没必要，因为NULL其实就是0。

然而，NULL不应该用在指针之外的上下文中。有时候可能有用，但不应该这么用。如果代替ASCII字符NUL的话肯定会有问题。这个字符没有定义在标准的C头文件中。它等于字符'\0'，其值等于十进制0。

0的含义随着上下文的变化而变化，有时候可能是整数0，有时候又可能是null指针。看一下这个例子：

int num;
int *pi = 0; // 这里的0表示null的指针NULL
pi = &num;
*pi = 0; // 这里的0表示整数0

我们习惯了重载的操作符，比如星号可以用来声明指针、解引指针或者做乘法。0也被重载了。我们可能觉得不舒服，因为还没习惯重载操作数。

2. void指针

void指针是通用指针，用来存放任何数据类型的引用。下面的例子就是一个void指针：

void *pv;

它有两个有趣的性质：

任何指针都可以被赋给void指针，它可以被转换回原来的指针类型，这样的话指针的值和原指针的值是相等的。在下面的代码中，int指针被赋给void指针然后又被赋给int指针：

int num;
int *pi = &num;
printf("Value of pi: %p\n", pi);
void* pv = pi;
pi = (int*) pv;
printf("Value of pi: %p\n", pi);

运行这段代码后，指针地址是一样的：

Value of pi: 100
Value of pi: 100

void指针只用做数据指针，而不能用做函数指针。

注意　用void指针的时候要小心。如果把任意指针转换为void指针，那就没有什么能阻止你再把它转换成不同的指针类型了。

sizeof操作符可以用在void指针上，不过我们无法把这个操作符用在void上，如下所示：

size_t size = sizeof(void*); // 合法
size_t size = sizeof(void); // 不合法

3. 全局和静态指针

指针被声明为全局或静态，就会在程序启动时被初始化为NULL。下面是全局和静态指针的例子：

int *globalpi;

void foo() {
    static int *staticpi;
    ...
}
int main() {
    ...
}

图1-6说明了内存布局，栈帧被推入栈中，堆用来动态分配内存，堆上面的区域用来存放全局/静态变量。这只是原理图，静态和全局变量一般放在与栈和堆所处的数据段不同的数据段中。

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图1-6：全局和静态指针的内存分配

null指针和void指针