C语言指针的初始化以及什么是空指针和void指针

指针（pointer）是对数据对象或函数的一种引用。指针有多种用途，例如定义“传址调用”函数，它还可以实现动态数据结构，例如链表和树。接下来我们来介绍如何初始化一个指针。

指针初始化

具有动态存储周期的指针变量，开始是没有定义值的，除非它们在声明的同时进行了显式地初始化。在语句块内定义的所有变量，只要没有被声明为 static，就具有动态存储周期。所有指针在定义时如果没有初始化，则空指针默认作为它们的初始化值。

可以用下列方式来初始化一个指针：
(1) 一个空指针常量。
(2) 指向相同类型的指针，或者指向具有较少限定符修饰的相同类型。
(3) 如果需初始化的指针不是函数指针，可以使用 void 指针进行初始化（同上，需初始化的指针可以是指向具有更多限定符类型的指针）。

指针如果不具有动态存储周期，则必须用常量表达式来初始化，例如取址运算的结果，或者使用数组或函数的名称。

当初始化指针时，除非是上面说明的情况，否则不会发生隐式类型转换。然而，可以将一个指针值显式地转换成另一个指针类型。例如，若想一个字节接着一个字节地读取对象，可以将其地址转换成 char 指针，指向此对象的第一个字节：

double x = 1.5;
char *cPtr = &x;          // 错误：类型不匹配；没有隐式转换
char *cPtr = (char *)&x;  // 正确：cPtr指向x的第一个字节

所有指针在定义时如果没有初始化，则空指针默认作为它们的初始化值。如果需初始化的指针不是函数指针，可以使用 void 指针进行初始化。那么什么是空指针和 void 指针呢？

空指针

当把一个空指针常量转换为指针类型时，所得到的结果就是空指针（null pointer）。空指针常量（null pointer constant）是一个值为 0 的整数常量表达式，或者是一个 void* 类型的表达式。在头文件 stdlib.h、stdio.h 以及其他头文件中，宏 NULL 被定义为空指针常量。

空指针有别于其他指向对象或函数的有效指针。因此，当返回值为指针的函数出现执行失败的情况时，它通常会使用空指针作为返回值。标准函数 fopen（）正是这样的一个例子，如果在指定的模式下打开某文件失败时，该函数会返回一个空指针。

#include <stdio.h>
/* ... */
FILE *fp = fopen( "demo.txt", "r" );
if ( fp == NULL )           // 也可以被写成：if ( !fp )
{
  // 错误：无法打开demo.txt文件进行读取
}

如果有必要的话，空指针会被隐式地转换成其他指针类型，以进行赋值运算或者是进行 == 或 ！= 的比较运算。因此，上述例子不需要使用转型运算符。

void 指针

指向 void 的指针，或者简称为 void 指针（void pointer），是类型为 void* 的指针。因为没有对象类型是 void，所以 void* 被称为万能指针类型。换句话说，void 指针可以代表任何对象的地址，但不代表该对象的类型。若想获取内存中的对象，必须先把 void 指针转换为合适的对象指针。

若想声明一个可以接收任何类型指针参数的函数，可以将所需的参数设定为指向 void 的指针。当调用这样的函数时，编译器会隐式地将对象指针参数转换成 void 指针。常见的例子如标准函数 memset（），它被声明在头文件 string.h 中，其原型如下：

void *memset( void *s, int c, size_t n );

函数 memset（）将 c 的值赋值到从地址 s 开始的 n 个内存字节中。例如，下面的函数调用会将 0 值赋值到结构变量 record 中的每个字节：

struct Data { /* ... */ } record;
memset( &record, 0, sizeof(record) );

实参 &record 具有 struct Data* 类型。在函数调用中，实参被转换成形参类型，即 void*。

编译器会在必要的地方把 void 指针转换为对象指针。例如，在下面的语句中，函数 malloc（）返回一个 void 指针，它的值是已分配内存的语句块的地址。这样的赋值操作会把 void 指针转换成 int 指针：

int *iPtr = malloc( 1000 * sizeof(int) );