[C语言]指针进阶之野指针与assert断言

简介: [C语言]指针进阶之野指针与assert断言

1.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

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;
}

②指针越界访问


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

③ 指针指向的的空间释放


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

✔(2)如何规避野指针

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。


#include <stdio.h>
int main()
{
 int num = 10;
 int*p1 = &num;
 int*p2 = NULL;
 
 return 0;
}

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。

③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。

☞我们可以把野指针想象成野狗,野狗放任不管是⾮常危险的,所以我们可以找⼀棵树把野狗拴起来,就相对安全了,给指针变量及时赋值为NULL,其实就类似把野狗栓前来,就是把野指针暂时管理起来。不过野狗即使拴起来我们也要绕着⾛,不能去挑逗野狗,有点危险;对于指针也是,在使⽤之前,我 们也要判断是否为NULL,看看是不是被拴起来起来的野狗,如果是不能直接使⽤,如果不是我们再去使⽤。


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

 


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。

✔2.assert断言

①assert断言的概念

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”。

例如:

 

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(返回值⾮零), assert() 不会产⽣任何作⽤,程序继续运⾏。如果该表达式为假(返回值为零), assert() 就会报错,在标准错误流 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。

②使用assert断言的优点

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  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。

③assert断言的缺点

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 版本不影响⽤⼾使⽤时程序的效率。


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