void* 或 char* 用于通用缓冲区表示？答案

【问题标题】：void* or char* for generic buffer representation?void* 或 char* 用于通用缓冲区表示？
【发布时间】：2011-04-18 07:23:32
【问题描述】：

我正在设计一个 Buffer 类，其目的是表示一块内存。

我的底层缓冲区是char*（嗯，实际上是boost::shared_array<char>，但这并不重要）。

我一直在决定为我的构造函数选择什么原型：

我应该去：

Buffer(const void* buf, size_t buflen);

或与：

Buffer(const char* buf, size_t buflen);

还是别的什么？

通常会做什么，为什么？

【问题讨论】：

@Luca Matteis：我打算提供内存的隐式共享。但这完全是题外话。
有一个不幸的变形——由 Unicode 提示——char 正在成为octet 的同义词，与“字符”几乎没有关系。这个问题是这种变化的征兆；我有时很想typedef char octet; 以减少代码的误导性。
@msw：除了与字符串文字的类型兼容性之外，还有什么理由使用“char”，而不是“signed char”或“unsigned char”？这对我来说似乎是一种相当无用的类型。
@supercat：我同意你的观点；如果我这些天更多地使用 C，我可能会很在意断言“签名字符”至少会从语言中删除。换句话说，我的意思是typedef unsigned char octet，如果我想得更多的话。
@msw：您为什么要消除一种有用且必不可少的类型？ 'char' 类型是最没用的，因为它的有用范围只有 0..127。

标签： c++ arrays buffer

【解决方案1】：

API 接口对用户来说更清晰，如果 buffer 是 void* 类型，而 string 是 char* 类型。比较 memcpy 和 strcpy 函数定义。

【讨论】：

调用char* 暗示它是签名数据或字符数据。如果数据不是字符，或者被解释为有符号字节，那么你不应该使用char*来指向它。

【解决方案2】：

对于构造函数和其他 API 函数，void* 的优点是它允许调用者传入指向任何类型的指针，而无需进行不必要的强制转换。如果调用者能够传入任何类型是有意义的，那么void* 是更可取的。如果只有调用者能够传入char* 才有意义，请使用该类型。

【讨论】：

【解决方案3】：

C++17

C++17 专门为此引入了std::byte。

它的定义其实很简单：enum class byte : unsigned char {};。

我通常使用unsigned char 作为底层结构（我不希望签名弄乱我的缓冲区，因为我知道是什么原因）。但是我通常将其键入：

// C++11
using byte = unsigned char;

// C++98
typedef unsigned char byte;

然后将其称为 byte*，在我看来，它巧妙地传达了含义，至少比 char* 或 void* 更好。

【讨论】：

我不能 +1 这么难。这消除了所有带有char 的错误，例如char buf[42]; ... if(buf[i] == 0xFF) // *never true*
您需要注意一件事 - 如果缓冲区包含任何空字节，它将被视为 C 字符串的空终止符并减小“缓冲区”由 sizeof 返回。
sizeof 与strlen 不同，不考虑空终止符
这应该是公认的答案。 char 和 unsigned char 的东西真的很烦人，而且完全违反直觉。
@JohnZ.Li：感谢您的评论，我注意到我的回答已经过时了。 C++17 引入enum class byte : unsigned char {};，比 typedef 还要好！

【解决方案4】：

我更喜欢char*，因为对我个人而言，它更适合作为“缓冲区”。 void* 似乎更像是“指向我不知道什么的指针”。此外，无论如何，这就是你的基础。

【讨论】：

A void* 不是“指向我不知道在哪里的指针”，而是“指向我不知道什么的指针”:-)
@pax：是的，我想这听起来更好（虽然最初我认为它听起来相当），所以我把它改成了“什么”
但是一个通用缓冲区就是这样：一个“我不知道什么”的缓冲区。
“指向我不知道在哪里的指针”将是 uninitialized pointer

【解决方案5】：

我推荐 uint8_t，它在 stdint.h 中定义。它与“typedef unsigned char byte;”基本相同。其他人一直在推荐，但它具有成为 C 标准一部分的优势。

至于 void*，我只会将其用于多态性。 IE。如果我还不知道它会指向什么类型的东西，我只会称它为 void 指针。在你的情况下，你有一个字节数组，所以我会使用 uint8_t* 作为类型来标记它。

【讨论】：

【解决方案6】：

对于缓冲区实现，我更喜欢unsigned char * 或uint8_t *，因为void * 有一个令人讨厌的限制，即您不能对其执行指针数学运算。因此，如果您想在缓冲区的某个偏移量处处理一些数据，或者只是将缓冲区分成块或其他任何东西，那么无论如何您都会被强制转换为其他类型来进行数学运算。

我更喜欢unsigned char * 或uint8_t * 而不是普通的char *，因为special rules 涉及别名和char *，这可能会严重影响缓冲区的某些循环。

【讨论】：