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深入理解指针（二）

news 来源：原创 2025/5/18 2:46:55

深入理解指针（二）

- 前言：
- 一、const修饰指针
- - 1.const修饰变量
  - 2.const修饰的指针变量
- 二、野指针
- - 1.野指针的成因
  - - (1).指针的未初始化
    - (2).指针的越界访问
    - (3).指针的空间释放
  - 2.如何规避野指针
  - - (1).指针初始化
    - (2).小心访问越界
    - (3)指针不再使用的时候，及时置NULL，指针使用之前检查有效性
    - (4)避免返回局部变量的地址（函数）（栈空间）
- 三、assert断言
- 四、指针的使用和传址调用
- - 1.strlen的模拟实现
  - 2.指针的传址调用与传值调用

前言：

一、const修饰指针

1.const修饰变量

在C语言中，const修饰的变量是为常变量，常变量具有常属性，所以不能随意改变值。

#include<stdio.h>
int main()
{const int a = 10;//这时候表示a的本质是不希望被改变的//这时候a被const修饰，a变成了常变量，但是本质还是变量，所以不能改变。a = 1;printf("%d\n", a);int*p = &a;*p = 20;printf("%d ", a);//通过解引用操作改变了赋值在C++中：const int n = 0;这里的n是常量，不是常变量。return 0;
}

所以我们可以用解引用操作去修改常变量的值
在这里插入图片描述

2.const修饰的指针变量

const可以放在*左边和右边,都是可以去限制p的变化

//左边：
const int* p = &a;
int const* p = &a;
//这两个是一样

//右边：int* const p = &a;

#include<stdio.h>
int main()
{int a = 100;int* pa = &a;//pa是一个指针变量，里面存入的是地址。*pa = 0;//*pa是pa的指向对象（a）printf("%d\n", a);printf("%d\n", *pa);return 0;
}

在这里插入图片描述
下面是我对于它们的理解：
代码示例：
理解1：在左边时，const限制的是*p，即指向的内容无法改变，但是通过改变指针变量本身内容去进行改变

#include<stdio.h>
int main()
{int a = 100;int b = 1000;const int* p = &a;//*p = 0;//errp = &b;//okprintf("%d",*p);return 0；
}

在这里插入图片描述
理解2：在右边时，修饰的是指针变量本身p，所以指针变量本身不能被修改，指针指向的内容是可以根据指针来进行改变
注意：此时一定要对指针变量进行初始化

#include<stdio.h>
int main()
{int a = 100;int b = 1000;int* const p = &a;*p = 0;//ok//p = &b;//errprintf("%d\n", a);return 0;
}

在这里插入图片描述

二、野指针

野指针的概念：野指针就是指针所指向的位置是随机的（没有明确的限制）。

1.野指针的成因

(1).指针的未初始化

#include<stdio.h>
int main()
{int* p;//局部变量不初始化的时候，里面存放的是随机值*p = 20;//这时候属于非法访问。return 0;
}

(2).指针的越界访问

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = arr;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int i = 0;for (i = 0; i <= sz; i++){//因为这个循环本身能循环11次，当循环第11次的时候//p指向了数组最后一个元素后面的空间，这时候就存在非法访问的问题*p = i;//*p是指向的对象，即i；p++;//p本身在移动，这时候的p是指针变量的本身//*(p++) = i;也可以这么去写。}return 0;
}

在这里插入图片描述
便会出现如上的这种错误。

(3).指针的空间释放

在这同时p既得到了地址，又是野指针

#include<stdio.h>
int* test()
{int n = 100;//n所占的是4个字节，但是因为它是局部变量，所以出了作用域会销毁。//所以也表明它的空间也会还给操作系统return &n;
}
int main()
{int* p = test();//但是它还给了操作系统的同时，指针变量的p也接收到了n的地址。printf("%d\n", *p);//这时候虽然会打印出结果，但是会形成了非法访问内存的结果。return 0;
}

2.如何规避野指针

(1).指针初始化

NULL为空指针
如果指针有明确的指向，那就直接赋给明确的地址。

int a = 10;
int* p = &a;

如果指针变量，当前还不知道该指向哪里，这个时候应初始化为NULL；
当然这个时候也是无法进行使用的，比如通过解引用。

#include<stdio.h>
int main()
{int* p = NULL;//这个时候就是NULL为空指针//*p = 200;//想要使用它，就必须绕过NULL,即当它不等于NULL时候可以去使用,否则会非法访问内存。if (p != NULL){*p = 200;}return 0;
}

在这里插入图片描述

(2).小心访问越界

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。
防止指针在使用的时候访问而超过原有值的边界。

(3)指针不再使用的时候，及时置NULL，指针使用之前检查有效性

如果NULL指针就可以不去访问，并且在用指针时还可以起到判断指针是否为NULL

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = &arr[0];int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){*(p++) = i;}//此时p已经越界了，可以把p置为NULLp = NULL;//下次使用p的时候，判断p不为NULL的时候再使用//...p = &arr[0];//重新让p获得地址if (p != NULL) //判断{//...}return 0;
}

理解： 指针在用完这块区域的时候，后期我们不用这块区域（空间）的时候，我们可以把指针置为NULL。
在下次还要使用这个指针，再把地址赋值后，需要判断这个指针还是不是NULL类型即可。

(4)避免返回局部变量的地址（函数）（栈空间）

#include<stdio.h>
int* test()
{int n = 100;return &n;//局部变量的地址，容易出现野指针
}
int main()
{int* p = test();printf("%d\n", *p);return 0;
}

三、assert断言

作用：判断指针是否为空
要想使用assert必须要使用assert头文件
#defeine NDEBUG是可以在assert头文件前使用，可以起到关闭assert的作用。
当已经确认了程序已经没有了问题，便可以用这个宏定义
想要开启时，把这个宏定义注释掉即可

//#define NDEBUG
#include<assert.h>
int main()
{int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };//int* p = arr;int* p = NULL;assert(p != NULL);//验证指针变量是否为NULL，若不是，则为程序继续运行，//若是，则会终止运行，并且给出信息错误的提示for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", *(p + i));}return 0;
}

在这里插入图片描述

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int main()
{int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };int* p = arr;//int* p = NULL;assert(p != NULL);//验证指针变量是否为NULL，若不是，则为程序继续运行，//若是，则会终止运行，并且给出信息错误的提示for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", *(p + i));}return 0;
}

在这里插入图片描述
assert()的使用是对于程序员是有很大的好处的
好处：能够精确快速发现错误，并找到问题所在位置。可以用于测试和调试，并且可以增强代码的维护性。
劣势：
在Debug版本中assert能帮程序员在代码运行时检查错误，发现代码里的问题，方便修改和优化。但这些功能会让程序运行速度变慢，占用更多资源。
Release版本是面向用户的最终版本，关闭了调试功能，把 assert 优化掉了。它更注重程序运行效率和性能，运行速度更快，占用资源更少。

四、指针的使用和传址调用

1.strlen的模拟实现

上一节我们已经写过了strlen函数的模拟实现，现在用这节知识优化一下
代码如下：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strlen(const char* s)//const防止被修改
{int count = 0;assert(s != NULL);//防止被为空指针while (*s != '\0'){count++;s++;}return count;
}
int main()
{char arr[] = "abcdef";size_t c = my_strlen(arr);printf("%zd\n", c);return 0;
}

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strlen(const char* str)
{const char* start = str;assert(str != NULL);while(*str){str++;}return str - start;
}
int main()
{char arr[] = "abcdef";int len = my_strlen(arr);printf("%d ", len);return 0;
}

在这里插入图片描述

2.指针的传址调用与传值调用

这应该是一份交换两个变量的值的函数：

#include<stdio.h>
int Swap(int x, int y)
{int temp = 0;temp = x;x = y;y = temp;
}
int main()
{int a = 0;int b = 0;scanf("%d %d", &a, &b);printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);Swap(a, b);printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);return 0;
}

在这里插入图片描述
但是结果令人出乎意料：打印完的值是没有交换。
通过调试我们可以看到：

Swap函数中x，y接收了a,b的值，两组的内存地址也分别不同，那么就也说明了两组是不同的且独立的空间，所以在Swap函数中交换x和y的值，再回到main函数中，那么不会对main函数的a和b的值会造成影响。
这种是把变量的本身传递给函数，叫做传值调用
原因：实参传递给形参时，形参是实参的一份临时拷贝，因为形参会再创造一个独立的空间，所以对于形参的修改不会影响到实参。
既然这么做不能交换，那么我们把a和b的地址传递给这个函数，去试一试。

#include<stdio.h>
int Swap2(int* px, int* py)
{//*py等于b;*px等于aint temp = 0;temp = *px;*px = *py;*py = temp;
}
int main()
{int a = 0;int b = 0;scanf("%d %d", &a, &b);printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);Swap2(&a, &b);//传址调用，传进去的是地址printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);return 0;
}

在这里插入图片描述
这时候我们再通过调试看一看：

这时候把地址传递给了函数，变量储存的是地址，我们可以去进行交换了。
这种把地址传递给函数，再去调用的方式叫做传址调用。

传址调用是把函数与主调函数构成真正的联系，在函数内部可以修改主调函数的变量。
一般来说只是去调用变量的值去进行计算的这种用传值调用；
需要改变主调函数中的变量等，这时候需要传址调用。

深入理解指针（二）

前言：

一、const修饰指针

1.const修饰变量

2.const修饰的指针变量

二、野指针

1.野指针的成因

(1).指针的未初始化

(2).指针的越界访问

(3).指针的空间释放

2.如何规避野指针

(1).指针初始化

(2).小心访问越界

(3)指针不再使用的时候，及时置NULL，指针使用之前检查有效性

(4)避免返回局部变量的地址（函数）（栈空间）

三、assert断言

四、指针的使用和传址调用

1.strlen的模拟实现

2.指针的传址调用与传值调用

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