关于 void 指针、类和强制转换答案

【问题标题】：about void pointer, classes and casting关于 void 指针、类和强制转换
【发布时间】：2014-04-01 10:47:09
【问题描述】：

我有大约一两年的 C++ 经验，但我的编码方式与我在 Java 中编码的方式相同（简单的 oop 内容）。现在我有这个我不明白的示例代码。（它很大所以我试着让它更短，我希望它对你们来说足够清楚）

//in .h file
typedef void*(*AnimalCreation)();

//in .cpp
void foo(void* p)
{
    AnimalCreation ac = (AnimalCreation)p;

    Animal* current_animal = reinterpret_cast<Animal*>(ac());
    current_animal->init();
}

//somewhere in another class foo is called
Dog* dog = new Dog(); //Dog is a subclass of Animal
foo((void*)&dog)

AnimalCreation 的目的是什么？那和有什么区别呢

typedef void(*AnimalCreation)();`//without asterisk after void

foo 内部发生了什么？

如果 foo 接收的预期参数始终是 Animal 的子类，为什么程序员需要像上面那样实现它而不仅仅是 foo(Animal*)？

谢谢。

【问题讨论】：

我看不出这是如何工作的，因为foo 接收到一个指向对象的指针，并尝试将该指向对象的指针用作函数。
对于AnimalCreation，它是指向不带参数并返回void * 的函数的指针的类型别名。当您删除该星号时，您将获得一个指向不带参数且不返回的函数的指针（它返回 void）。
函数指针与void *is absolutely best avoided之间的转换。

标签： c++ casting void-pointers

【解决方案1】：

typedef void(*AnimalCreation)();

this 声明“AnimalCreation”用作指向不返回任何值的函数的指针的类型别名，而 this

typedef void*(*AnimalCreation)();

声明它用作指向返回 void 指针的函数的指针的类型别名，即指向您不知道其类型的东西的地址。

在foo 内部，您正在接收这样的“通用地址”，并且您正在C 转换（可能不安全，在运行时检查）它到函数指针。这需要您自担风险：您不知道收到的地址指向什么。之后，您将调用该函数并接收另一个 void 指针，您将其重新解释（危险）为Animal 对象。然后你就可以使用它了。

函数指针不能是任何东西的子类，所以我不认为该代码中的参数是 Animal 子类...而是 Animal 类的子类是该函数返回的对象。假设它也是一个多态类，那么您将能够使用虚拟继承规则调用它的方法。如果您打算检查函数调用接收到的指针并且不确定它是否是Animal 类的子类，您宁愿使用dynamic_cast。

附带说明：在 C++ 中，在函数指针和 void* 之间进行转换是一种不好的做法，因为您会丢失有价值的类型信息。

【讨论】：

我在最后一部分的真正意思是 foo 实现中的参数是 foo(Animal*){...} 而不是 foo(void*){...}，但是既然你提到它正在接收一个通用地址并重新解释它，这一切都是有道理的。谢谢。
我不知道该代码，但我想出于某种原因，对象需要通过您收到的函数以某种方式实例化/创建/操作......类似于“工厂方法”。

【解决方案2】：

typedef 行是 AnimalCreation 被定义为 function pointer type

Function foo 接受一个 void * 参数，它转换为 AnimalCreation 类型（即转换为函数指针类型）。然后它可以通过函数指针调用该函数。此调用返回一个 void *（根据 typedef - 第一个括号之前的部分是返回类型，因此是 void*），然后通过 reinterpret_cast 将其强制转换为 Animal*。

如果您从 typdef 中删除星号 - 它仍然会声明函数指针类型，但现在返回值将是 void 而不是 void *（即没有返回，而不是指针）。您仍然可以通过函数指针调用该函数，但它不会返回任何内容。

总之，这是一个不错的函数指针小教程。

编辑：这段代码似乎在做什么的大图 - 这是在 C++ 中实现“工厂模式”的一种方式 - 抽象对象的创建，并将多态基类指针返回到派生类。在 void * 和函数指针和 reinterpret_cast 之间进行转换并不是实现这一目标的最佳方式，对于替代方案，您可以查看 here

【讨论】：

【解决方案3】：

首先，这是相当难看的 C 风格代码。

typedef void*(*AnimalCreation)();

要解释这一点，请遵循 C 和 C++ 声明阅读的一般规则：如果您将声明键入为表达式，您将获得它的类型。

*AnimalCreation 这意味着 AnimalCreation 是一个指针
(*AnimalCreation)() 这意味着*AnimalCreation 是一个不带参数的函数，所以AnimalCreation 是一个指向不带参数的函数的指针
void *(*AnimalCreation)() 这意味着(*AnimalCreation)() 是void*（= 指向void 的指针），所以AnimalCreation 是一个指向不带参数并返回void* 的函数的指针。

如果只是typedef void (*AnimalCreation)();，它将是一个指向不带参数且不返回值的函数的指针（即返回void）。

现在，foo()。

这需要一个void*（指向任何东西的指针）并将其解释为AnimalCreation——作为一个指向不带参数并返回void*的函数的指针。如果传递给foo 的参数实际上是那种类型，那么一切都很好。如果传入其他内容，程序将显示 Undefined Behaviour， 这意味着任何事情都可能发生。它很可能会崩溃，因为它可能会尝试将数据解释为代码。

foo() 调用传入的函数，它返回一个void*。 foo() 然后将其解释为指向 Animal 的指针。如果这就是函数实际返回的内容，那就太好了。如果没有，再次出现未定义行为。

最后，您显示的调用将强制发生未定义行为，因为它传递了指向对象的指针的地址。但是，如上所述，foo() 会将其解释为函数的地址，并尝试调用该函数。欢闹随之而来。

总而言之，这样的代码很糟糕，它的作者应该感觉很糟糕。您希望看到此类代码的唯一地方是与 C 样式外部库的互操作性，在这种情况下，它应该有非常好的文档记录。

【讨论】：