【整理】为什么在C/C++中总是对malloc的返回值进行强制转换

============= 文章1 ================ 

       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。 

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* 被用作泛型指针（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。并且 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* 之后，便不再需要强制转换 malloc 的返回值了。以下程序在 vc6 编译无误通过。  

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<code>#include &lt;stdlib.h&gt;</code>

<code>int</code> <code>main(</code><code>void</code> <code>)</code>

<code>{</code>

<code>    </code><code>double</code> <code>*p =</code><code>malloc</code><code>(</code><code>sizeof</code> <code>*p );</code><code>/* 不推荐用 sizeof( double ) */</code>

<code>    </code><code>return</code> <code>0;</code>

<code>}</code>

       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，那么你的程序就会存在 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。  

<code>double</code> <code>*p =</code><code>malloc</code><code>(</code><code>sizeof</code> <code>*p );</code>

       值得一提的是，上述写法中 p 虽然没有指向具体的内存空间，但并不影响通过 sizeof *p 来计算占用内存的大小。 

       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。 

============= 文章2 ================ 

      本文概括叙述了上文的内容，并且针对 malloc 返回值的 3 种转型方式进行总结，（相对于上文）更全面的总结其各自的应用范围。 

以前有篇文章叫《c/c++ 误区 —— 强制转换 malloc() 的返回值》（即上文）。文章大致内容是： 

malloc 函数在 &lt;stdlib.h&gt; 或者 &lt;cstdlib&gt; 头文件中，而不是 &lt;malloc.h&gt; 中。

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。

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<code>/* the old declaration of malloc */</code>

<code>char</code><code>*</code><code>malloc</code><code>(</code><code>size_t</code> <code>size);</code>

<code>char</code><code>* p =</code><code>malloc</code><code>( size *</code><code>sizeof</code><code>(*p) );</code>

<code>/* 可以，不需要转型 */</code>

<code>t1* p1 =</code><code>malloc</code><code>(size1 *</code><code>sizeof</code><code>(*p1) );</code>

<code>/* (t1!=char) 不可以，char*不能隐式转换成t1*  */</code>

<code>t2* p2 = (t2*)</code><code>malloc</code><code>(size2 *</code><code>sizeof</code><code>(*p2) );</code>

<code>/* (t2!=char) 可以，显示类型转换 */</code>

c 语言后来引入了 void 类型，开始使用 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。 

<code>/* the new declaration of malloc */</code>

<code>void</code><code>*</code><code>malloc</code><code>(</code><code>size_t</code> <code>size);</code>

<code>/* 仍然可以，void* 可以隐式转换到任意指针类型 */</code>

<code>t1* p1 =</code><code>malloc</code><code>( size1 *</code><code>sizeof</code><code>(*p1) );</code>

<code>/* 现在可以，void* 可以隐式转换到任意指针类型 */</code>

<code>t2* p2 = (t1*)</code><code>malloc</code><code>( size2 *</code><code>sizeof</code><code>(*p2) );</code>

<code>/* 仍然可以，但不再必须 */</code>

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。  

上面 4 点属于原文观点，下面阐述本文观点。 

对 malloc 返回值的转型，大致有以下三种方式：  

仅在 c 中

/* legal only in c */ 

<code>/* 新头文件，具有 void 类型 */</code>

<code>t* p =</code><code>malloc</code><code>(size *</code><code>sizeof</code><code>(*p) );</code><code>/* t!=void */</code>

<code>/* 旧头文件，不具有 void 类型 */</code>

<code>t* p = (t*)</code><code>malloc</code><code>(size*</code><code>sizeof</code><code>(*p) );</code><code>/* t!=void */</code>

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++ 

<code>// 新头文件</code>

<code>t* p =</code><code>static_cast</code><code>&lt;t*&gt;(</code><code>malloc</code><code>(size *</code><code>sizeof</code><code>(*p) ));</code>

<code>// 旧头文件(目前还有这种编译器吗)</code>

<code>t* p =</code><code>reinterpret_cast</code><code>&lt;t*&gt;(</code><code>malloc</code><code>(size *</code><code>sizeof</code><code>(*p) ));</code>

<code>// 当然在 c++ 中应该考虑</code>

<code>t* p =</code><code>new</code> <code>t[size];</code>

<code>// 或者</code>

<code>std::vector&lt;t&gt; p(size);</code>

<code>// 但这不是文章讨论重点</code>

在 c/c++ 中

<code>/* legal in both c and c++ */</code>

<code>/* legal in both new  and old header */</code>

<code>t* p = (t*)</code><code>malloc</code><code>(size *</code><code>sizeof</code><code>(*p) );</code>

       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