【C语言】深入解开指针（二）2

【C语言】深入解开指针（二）1：https://developer.aliyun.com/article/1474674

3.1 野指针成因

1. 指针未初始化

2. 指针越界访问

2. 指针指向的空间释放

在C语言中，当一个指针指向一个函数中分配的内存空间时，如果在该函数返回之前释放了该内存空间，那么这个指针就成为了一个野指针。这是因为在函数返回后，该内存空间已经被释放，指针再次访问这个空间就会导致未定义的行为。

因此，当你使用指针指向调用函数的空间时，你应该确保在函数返回之前不要释放这个内存空间。

建议：如果你需要在函数外部访问这个空间，你应该将其复制到一个新的内存空间中，并在函数返回之前释放原始内存空间。

函数test()返回了一个指向局部变量的指针。当函数test()执行完毕后，它的局部变量a的内存空间会被释放。因此，返回的指针指向的内存空间已经无效了。在这种情况下，pa是一个野指针，因为它指向的内存空间已经不再有效。

在实际运行中，尽管这些代码可能不会立即导致错误，但它们会导致未定义的行为。由于释放的内存空间可能被其他变量或函数使用，因此在这种情况下，pa可能会包含无法预测的值，或者程序可能会崩溃。因此，虽然这些代码可能不会立即报错，但它们是不安全的，并且可能导致程序出现问题。

3.2 如何规避野指针

1. 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。

  #ifdef __cplusplus
    #define NULL 0
  #else
     #define NULL ((void *)0)
 #endif

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
4. 避免返回局部变量的地址

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);

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。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>

int divide(int a, int b) {
    assert(b != 0);  // 断言：除数不能为0
    return a / b;
}

int main() {
    int a = 10;
    int b = 0;

    int result = divide(a, b);
    printf("Result: %d\n", result);

    return 0;
}

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  语句的前⾯，定义⼀个宏 NDEBUG 。

#define NDEBUG
#include <assert.h>

assert() 的一个缺点是：由于引入了额外的检查，增加了程序的运行时间。在 Debug 中使用，在 Release 版本中选择禁用 assert 就可以，在像VS这样的集成开发环境中，在 Release 版本中，直接就被优化掉了。这样在debug版本中有利于程序员排查问题，在 Release 版本中不影响用户使用时程序的效率。

四、指针的使⽤和传址调⽤

4.1 strlen的模拟实现

库函数strlen的功能是求字符串⻓度，统计的是字符串中 \0 之前的字符的个数。

函数定义：

size_t strlen ( const char * str );

1. 定义解析：参数str接收⼀个字符串的起始地址，然后开始统计字符串中 \0 之前的字符个数，最终返回⻓度。
2. 模拟实现：如果要模拟实现只要从起始地址开始向后逐个字符的遍历，只要不是 \0 字符，计数器就+1，这样直到 \0 就停⽌。
3. ``

#define NDEBUG
#include <assert.h>
int Simulate_String(const char* str)
{
  int count = 0;
  assert(str);
  while (*str)
  {
    count++;
    str++;
  }
  return count;
}
int main()
{
  int len = Simulate_String("abcdef");
  printf("%d\n", len);
  return 0;
}

4.2 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，那什么问题，⾮指针不可呢？

写⼀个函数，交换两个整型变量的值

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

运行结果：

对比发现，竟然没有发生交换效果，这是为何？

调试起来，一步一步查找：

首先main函数内部创建了a,b, a的地址是0x008ffea8, b的地址是0x008ffe9c.

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0x008ffdc4，y的地址是0x008ffdc8，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，相当于x和y是独⽴的空间，那么在Swap1函数内部交换x和y的值，⾃然不会影响a和b，当Swap1函数调⽤结束后回到main函数，a和b的没法交换。

Swap1函数在使⽤的时候，是把变量本⾝直接传递给了函数，这种调⽤函数的⽅式我们之前在函数的时候就知道了，这种叫传值调⽤。

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。所以Swap是无法交换a和b的值了。

那怎么办？把值传过去竟然换不了？

竟然传值过去，内存会在栈区开辟空间来存储a和b的值，在开辟的空间进行交换后，开辟的空间也相应的会被释放。

那如果我们把a和b的空间一起传过去，在a的空间把a改了，在b的空间也把b也改了，这不就可以交换了吗？但是怎么找到这个地址呢？答案是地址，地址也就是指针。

#include <stdio.h>
void Swap2(int *x, int* y)//使用指针接收a和b的地址
{
  int temp = 0;
  temp = *x;//接引用操作符*x *y
  *x = *y;  //*x *y找到指针变量x和y的空间的值进行交换
  *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);
  Swap2(&a,&b);//这里我们要用取地址符号把a和b的值传过去
  printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
  return 0;
}

我们可以看到实现成Swap2的⽅式，这⾥调⽤Swap2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

结论：

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调函数中的变量。

所以未来函数中只是需要主调函数中的变量值来实现计算，就可以采用传值调用。如果函数内部要修改主调函数中的变量的值，就需要传址调用。

总结

通过本章我们学习了const修饰变量和指针变量，指针的**+ -**整数，指针-指针和指针关系运算，以及野指针的形成的原因，怎么去预防野指针。传值调用和传址调用的区别。如果你觉得我的文章对你的有小小的帮助，可以给予博主一个小小的赞，感谢您的观看！