指针从入门到精通(一)-2

简介: 指针从入门到精通(一)

二、const修饰指针

变量是可以修改的,如果把变量的地址交给⼀个指针变量,通过指针变量的也可以修改这个变量。

但是如果我们希望⼀个变量加上⼀些限制,不能被修改,怎么做呢?

这就是const的作用。

我们看下⾯四段代码,来分析:



不难发现,结论:const修饰指针变量的时候

(1)const如果放在*的左边,修饰的是指针指向的内容,保证指针指向的内容不能通过指针来改变。 但是指针变量的内容(地址)可变。


(2) const如果放在*的右边,修饰的是指针变量本⾝,保证了指针变量的内容(地址)不能修改,但是指针指向的内容,可以通过指针改变。


三、 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)

怎么样会产生野指针呢?


3.1 野指针的产生

3.1.1指针未初始化

#include <stdio.h>
int main()
{
int *p;//局部变量指针未初始化,默认为随机值
*p = 20;
return 0;
}


一般来说指针未初始化,会默认为随机值。

3.1.2 指针的越界访问

#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {0};
int *p = &arr[0];
int i = 0;
for(i=0; i<=11; i++)
{
   *(p++) = i;//当指针指向的范围超出数组arr的范围时,p就是野指针
}
return 0;
}


当指针指向的范围超出数组arr的范围时,p就是野指针

3.1.3 返回栈空间地址的问题

#include <stdio.h>
int* test()
{
int n = 100;
return &n;
}
int main()
{
int*p = test();
printf("%d\n", *p);
return 0;
}


因为n是text函数中的局部变量(在栈区),当用到n时,n向内存申请空间,当text函数结束时,n变量消失,其申请空间释放,此时返回栈空间地址,通过该地址找不到n,所以p为野指针。

既然了解野指针的产生,那我们在写代码时应该注意什么,才能减小野指针的产生呢?


3.2 避免野指针

3.2.1 指针初始化


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,值是0,0也是地址,这个地址是⽆法使⽤的,读写该地址会报错。


3.3.2 指针变量不再使用时,及时置NULL,指针使用之前检查有效性

当指针变量指向⼀块区域的时候,我们可以通过指针访问该区域,后期不再使⽤这个指针访问空间的 时候,我们可以把该指针置为NULL。因为约定俗成的⼀个规则就是: 只要是NULL指针就不去访问, 同时使用指针之前可以判断指针是否为NULL。下面看一串代码:

int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,67,7,8,9,10};
int *p = &arr[0];
int i=0;
for(i=0; i<10; i++)
{
*(p++) = i;
}
p = NULL;//此时p已经越界了,可以把p置为NULL
//下次使⽤的时候,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;
}


四、 assert断⾔

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”。


 assert(p != NULL);

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。


assert(  ) 宏接受⼀个表达式作为参数。如果该表达式为真, assert(   ) 不会产生任何作用,程序继续运行。如果该表达式为假, assert(  ) 就会报错,在标准错误 stderr 中写⼊⼀条错误信息,显示没有通过的表达式,以及包含这个表达式的⽂件名和⾏号。


assert(   ) 的使用对程序员是⾮常友好的,使⽤ assert(   ) 有⼏个好处 :它不仅能自动标识文件和 出问题的⾏号,还有⼀种无需更改代码就能开启或关闭 assert(  ) 的机制。如果已经确认程序没有问题,不需要再做断言,就在 #include <assert.h> 语句的前⾯,定义⼀个宏 NDEBUG 。


#define NDEBUG
#include  <assert.h>


然后,重新编译程序,编译器就会禁用文件中所有的 assert(   ) 语句。如果程序⼜出现问题,可以移除这条 #define NDBUG 指令(或者把它注释掉),再次编译,这样就重新启⽤了 assert(    ) 语句。

assert(     ) 的缺点: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。


我们在使用指针之前需要判断指针是否为NULL,一般用 if(p != NULL) 来判断,但如果指针出现问题,还会继续执行,所以我们用  assert(p != NULL)来判断,它不仅会报错具体位置,相比于if运行速度更快。

五、传值调用和传址调用

5.1 传值调用

例:b

⼀番思考后,我们可能写出这样的代码:

#include <stdio.h>
void Swap1(int x, int y)
{
  int tmp = x;
  x = y;
  y = tmp;
}
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  printf("交换前:a=%d b=%d\n", a, b);
  Swap1(a, b);
  printf("交换后:a=%d b=%d\n", a, b);
  return 0;
}


当我们运⾏代码,结果如下:

我们发现其实没产⽣交换的效果,这是为什么呢?

调试⼀下,试试呢?

我们发现在main函数内部,创建了a和b,a的地址是0x010ffde8,b的地址是0x010ffddc,在调⽤

Swap1函数时,将a和b传递给了Swap1函数,在Swap1函数内部创建了形参x和y接收a和b的值,但是 x的地址是0x010ffd01,y的地址是0x010ffd08,x和y确实接收到了a和b的值,不过x的地址和a的地址不 ⼀样,y的地址和b的地址不⼀样。

为什么会不一样呢?

当实参把值传给形参,形参相当于实参的一份临时拷贝,相当于x和y是独立的空间,对形参的修改不会影响实参。 这种叫传值调用。


5.2 传址调用

上面办法解决不了问题,那怎么办呢?

我们现在要解决的就是当调⽤Swap函数的时候,Swap函数内部操作的就是main函数中的a和b,直接 将a和b的值交换了。那么就可以使⽤指针了,在main函数中将a和b的地址传递给Swap函数,Swap 函数⾥边通过地址间接的操作,main函数中的a和b就交换好了。

#include <stdio.h>
void Swap(int* px, int* py)
{
  int tmp = 0;
  tmp = *px;
  *px = *py;
  *py = tmp;
}
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  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;
}


当我们运⾏代码,结果如下:


我们可以看到实现成Swap的⽅式,顺利完成了任务,这⾥调⽤Swap函数的时候是将变量的地址传

递给了函数,这种函数调⽤⽅式叫:传址调⽤。

我们发现解决这个问题必须用传址调用才能解决。

那什么时候用传址什么时候用传值呢?

比如我们 写⼀个函数,输出两个整型变量中的最大值

#include <stdio.h>
int MAX(int x,int y)
{
  if (x > y)
  {
    return x;
  }
  else
    return  y;
}
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  int c=MAX(a, b);
  printf("%d", c);
  return 0;
}

这时候就没必要用传址调用。

总结:函数内部想交换、修改外部变量的值,就需要传址调用

本期的内容到此结束了,希望大家有所收获!学习的最大理由是想摆脱平庸,早一天就多一份人生的精彩;迟一天就多一天平庸的困扰。

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