首先要说的是,使用 malloc 函数,请包含 stdlib.h(C++ 中可以是 cstdlib) ,而不是 malloc.h 。因为 malloc.h 从来没有在 C 或者 C++ 标准中出现过!因此并非所有编译器都有 malloc.h 这个头文件。但是所有的 C 编译器都应该有 stdlib.h 这个头文件。
在 C++ 中,强制转换 malloc() 的返回值是必须的,否则不能通过编译。但是在 C 中,这种强制转换却是多余的,并且不利于代码维护。
起初,C 没有 void 指针,那时 char* 被用来作为泛型指针(generic pointer),所以那时 malloc 的返回值是 char* 。因此,那时必须强制转换 malloc 的返回值。后来,ISO C 标准定义了 void 指针作为新的泛型指针。void 指针可以不经转换,直接赋值给任何类型的指针(函数指针除外)。从此,malloc 的返回值变成了 void* ,再也不需要强制转换 malloc 的返回值了。以下程序在 VC6 编译无误通过。
#include <stdlib.h>
int main( void )
{
double *p = malloc( sizeof *p ); /* 不推荐用 sizeof( double ) */
return 0;
}
当然,强制转换 malloc 的返回值并没有错,但画蛇添足!例如,日后你有可能把 double *p 改成 int *p 。这时,你就要把所有相关的 (double *) malloc ( sizeof(double) ) 改成 (int *) malloc ( sizeof(int) ) 。如果改漏了,那么你的程序就存在 bug 。就算你有把握把所有相关的语句都改掉,但这种无聊乏味的工作你不会喜欢吧!不使用强制转换可以避免这样的问题,而且书写简便,何乐而不为呢?使用以下代码,无论以后指针改成什么类型,都不用作任何修改。
double *p = malloc( sizeof *p );
值得一提的是,p 可以是
in sizeof *p, the pointer p may hold an invalid address, because p is not dereferenced.
to obtain the size of the object to which the pointer points, the pointer must be dereferenced
类似地,使用 calloc ,realloc 等返回值为 void* 的函数时,也不需要强制转换返回值。
本文概括叙述了一篇老文的内容,并且总结对malloc返回值的3种转型方式,(相对于原文)更全面的总结其各自的应用范围。
1. 原文内容
2. 对malloc的3种转型方式
3. 各自的应用范围
以前有篇文章叫《C/C++ 误区 —— 强制转换 malloc() 的返回值》。
文章大致内容是:
1. malloc函数在<stdlib.h> 或者 <cstdlib>头文件中,而不是<malloc.h>。
2. 由于C语言最初没有void类型,所以是使用char*来代表通用指针。
/* the old declaration of malloc */
char* malloc(size_t size);
char* p = malloc(size * sizeof(*p) );
/* 可以, 不需要转型 */
T1* p1 = malloc(size1 * sizeof(*p1) );
/* (T1!=char) 不可以,char*不能隐式转换成T1* */
T2* p2 = (T2*)malloc(size2 * sizeof(*p2) );
/* (T2!=char) 可以,显示类型转换 */
3.C语言后来引入了void类型,就可以使用void*代表通用指针,同时规定void*可以隐式转换到任意指针类型。
/* the new declaration of malloc */
void* malloc(size_t size);
char* p = malloc(size * sizeof(*p) );
/* 仍然可以,void*可以隐式转换到任意指针类型 */
T1* p1 = malloc(size1 * sizeof(*p1) );
/* 现在可以,void*可以隐式转换到任意指针类型 */
T2* p2 = (T1*)malloc(size2 * sizeof(*p2) );
/* 仍然可以,但不再必须 */
4. 在引入了void之后的C语言中,再使用强制转换是画蛇添足,同时影响代码维护。
并且说这是一个C/C++的误区。
原文概述完毕,开始说本文章的内容:
对malloc返回值的转型,大致有以下三种方式:
1. 仅在C中
/* legal only in C */
/* 新头文件 */
T* p = malloc(size * sizeof(*p) ); /* T!=void */
/* 旧头文件 */
T* p = (
T*)malloc(size* sizeof(*p) ); /*
T!=
void */
2.仅在C++中
C++天然支持void,但是不允许void*隐式转换到任意类型指针,需要static_cast。
// legal only in C++
// 新头文件
T* p = static_cast<T*>( malloc(size * sizeof(*p) ));
// 旧头文件(目前还有这种编译器吗?)
T* p = reinterpret_cast<T*>( malloc(size * sizeof(*p) ));
// 当然在C++中应该考虑
T* p = new T[size];
// 或者
std::vector<T> p(size);
// 但这不是文章讨论重点
3.在C/C++中
/* legal in both C and C++ */
/* legal in both new and old header */
T* p = (T*)malloc(size * sizeof(*p) );
第1种对新头文件的转型方式,如同代码第1行所说,仅在C编译器中合法。
因为C++不支持void*到其他指针类型的隐式转换。
所以,原文章说这是C/C++的误区,并不准确。
这仅仅是(引入void类型之后的)C语言中的“非必须”的动作,是否是误区,还有待考量。
第2种对新旧头文件的转型方式,代码第1行也说了,仅在C++编译器中合法。
因为C编译器不认识static_cast或者reinterpret_cast。
第3种,是一种中庸的写法。
如同代码第1行所说:此代码无论是在C还是C++编译器,无论是新头文件还是旧头文件,都是合法的代码。是可移植性最好的代码。
因为代码中使用的(C风格的)转型、malloc——C/C++都支持。
所以,这种写法并不一定是误区或者画蛇添足。
因为代码的作者也许比原文章的作者对移植性(C和C++的新旧编译器)考虑更多。
参考资料:ISO/IEC 9899:1999 (E) Programming languages — C 7.20.3.3 The malloc function