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指针基础知识2

news 来源：原创 2025/5/9 14:46:21

1. 指针运算

1.1 指针 +- 整数

以数组举例：因为数组在内存中是连续存放的，只要知道第⼀个元素的地址，顺藤摸瓜就能找到后面的所有元素。这时就会用到指针加减整数。

1.2指针-指针

指针 - 指针可以得到两个指针之间的数据个数。但是，要注意这种运算前提是，两个指针指向同一块空间。如：数组空间，字符串，动态开辟的一块空间等。

例如：对于字符串类型，两个指针采用左闭右开的形式相减，就能得到字符串内的字符个数。

1.3指针的关系运算

指针之间支持各类关系运算符（< , > , == , != 等）

2. 野指针

概念：野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的

1. 野指针成因（举例）

1.1 指针未初始化

1.2. 指针越界访问

当指针指向的范围超出数组arr的范围时，p就是野指针。

1.3 指针指向的空间已释放

在这段代码里，我们调用 test 函数，为其创建函数栈帧，函数调用结束时栈帧销毁。临时变量 n 也销毁，这时候为 n 分配的空间就已经被操作系统回收，这时候操作系统有可能将这段空间另做处理，如果我们将其作为返回值并使用，就会导致野指针。

2. 如何规避野指针

2.1指针初始化

定义指针变量时，如果明确知道指针指向哪里就直接赋值地址，如果不知道指针应该指向哪里，可以给指针赋值NULL.

NULL 是C语言中定义的⼀个标识符常量，也就是空指针，它值是0，0也是地址，并且这个地址是无法使用的，读写该地址会报错。

2.2 小心指针越界

⼀个程序向内存申请了哪些空间，通过指针也就只能访问哪些空间，不能超出范围访问，超出了就是越界访问。对于越界访问，虽然编译器有时候不会报错，但这无疑是一种危险行为。

2.3 合理处理指针变量

指针变量不再使用时，及时置NULL，指针使用之前检查有效性。

所以我们默认被赋予NULL的指针变量不可被使用，如果要使用需另做处理。

2.4 避免返回局部变量的地址

如造成野指针的第3个例子，不要返回局部变量的地址。

3. assert 断言

3.1简介

assert.h 头文件定义了宏 assert() ，用于在运行时确保程序符合指定条件，如果不符合，就报错终止运行。这个宏常常被称为“断言”。

3.2 简单例子

上面代码在程序运行到这一行语句时，验证变量 p 是否等于 NULL 。如果确实不等于 NULL ，程序继续运行，否则就会终止运行，并且给出报错信息提示。

如果已经确认程序没有问题，不需要再做断言，就在 #include 语句的前面，定义⼀个宏 NDEBUG 。

然后，重新编译程序，编译器就会禁用文件中所有的 assert() 语句。

3.3使用小结

总结：assert() 的缺点是，因为引入了额外的检查，增加了程序的运行时间。

一般我们可以在 Debug 中使用，在 Release 版本中选择禁用assert 就行，在 VS 这样的集成开发环境中，在 Release 版本中，直接就是优化掉了。这样在 debug 版本写有利于程序员排查问题，在 Release 版本不影响用户使用时程序的效率。

4. 传值调用和传址调用

学习指针的目的是使用指针解决问题的，在C语言中，有时候就不得不用到指针。

4.1 传值调用

在实践传值调用有可能达不到我们的目的。

例如：写⼀个函数，交换两个整型变量的值。

在main函数内部，创建了a和b，在调用 swap 函数时，将实参a，b传给了形参x，y。

但x的地址和a的地址不一样，y的地址和b的地址不⼀样，相当于x和y是独立的空间，那么在swap函数内部交换x和y的值，就不会影响a和b。

结论：实参传递给形参的时候，形参会单独创建一份临时空间来接收实参，对形参的修改不影响实参。

4.2 传址调用

想要在 swap 函数中交换a，b，就需要在main函数中将a和b的地址传递给swap函数，在 swap 函数里通过地址间接的操作main函数中的a和b，达到交换的效果。

所以，传址调用可以让函数和主调函数之间建立真正的联系，在函数内部可以修改主函数中的变量。

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