【C语言】--指针超详解(二)
目录
一.const修饰指针
1.1--const修饰变量
1.2--const修饰指针变量
二.野指针
2.1--野指针成因
2.1.1--指针未初始化
2.1.2--指针越界访问
2.1.3-- 指针指向的空间释放
2.2--如何规避野指针
2.2.1--指针初始化
2.2.2--小心指针越界
2.2.3--指针变量不再使用时，及时置NULL，指针使用之前检查有效性
2.2.4--避免返回局部变量的地址
三.assert断言
四.指针的使用和传址调用
4.1--strlen的模拟实现优化
4.2--传值调用和传址调用
前言:继上篇文章后这篇文章将继续为大家分享指针的相关知识，本篇主要是const修饰指针，野指针，assert断言，指针的使用和传址调用等知识点。
往期回顾:
【C语言】--指针超详解(一)
一.const修饰指针
1.1--const修饰变量
--变量是可以修改的，如果把变量的地址交给一个指针变量，通过指针变量可以修改这个变量。但是我们如果想要给一个变量加上一些限制，那就用const修饰，这样就不能修改了。
#include<stdio.h>int main()
{const int n = 0;n = 20;//err,n被const修饰后不能被修改return 0;
}在C语言中这里的n本质上还是变量，只是在语法层面上限制了n的修改，n是常变量
但是我们如果绕过n，使用n的地址，虽然打破了语法规则，不过就可以修改n了 ，如下:
#include<stdio.h>int main()
{const int n = 0;int* p = &n;*p = 20;return 0;
}这样是不合理的，那该如何限制这种方法呢，我们可以使用const来修饰指针变量做到这一点。
1.2--const修饰指针变量
--const修饰指针变量，可以放在*的右边和左边，意义不同。
- int * p;//没有const修饰？
- int const * p;//const 放在*的左边做修饰
- int * const p;//const 放在*的右边做修饰
我们直接通过代码来具体分析一下
#include <stdio.h>//代码1 - 测试⽆const修饰的情况
void test1()
{int n = 10;int m = 20;int* p = &n;*p = 20;//ok?-okp = &m; //ok?-ok
}//代码2 - 测试const放在*的左边情况
void test2()
{
int n = 10;
int m = 20;
const int* p = &n;
*p = 20;//ok?-no
p = &m; //ok?-ok
}//代码3 - 测试const放在*的右边情况
void test3()
{int n = 10;int m = 20;int* const p = &n;*p = 20; //ok?-okp = &m; //ok?-no
}//代码4 - 测试*的左右两边都有const
void test4()
{int n = 10;int m = 20;int const* const p = &n;*p = 20; //ok?-nop = &m; //ok?-no
}int main()
{//测试⽆const修饰的情况test1();//测试const放在*的左边情况test2();//测试const放在*的右边情况test3();//测试*的左右两边都有consttest4();return 0;
}结论:const修饰指针变量时
- 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, 但是指针变量本⾝的内容可变。
- 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不能修改，但是指针指向的内容，可以通过指针改变。
二.野指针
--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)，直白的来说就是指针指向的空间是不属于当前程序的。
2.1--野指针成因
--这里将为大家介绍几个常见的野指针形成的原因
2.1.1--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;
}2.1.2--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;
}
2.1.3-- 指针指向的空间释放
#include <stdio.h>
int* test()
{int n = 100;return &n;
}
int main()
{int* p = test();printf("%d\n", *p);return 0;
}2.2--如何规避野指针
2.2.1--指针初始化
#include <stdio.h>
int main()
{int num = 10;int* p1 = #int* p2 = NULL;return 0;
}2.2.2--小心指针越界
2.2.3--指针变量不再使用时，及时置NULL，指针使用之前检查有效性
理解方法: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起来，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] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = &arr[0];int i = 0;for (i = 0; i < 5; i++){*p = 5;p++;}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{printf("p是空指针\n");}else{//……}return 0;
}2.2.4--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。
三.assert断言
#include<assert.h>
assert(p != NULL);assert ()的优点：
- 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 。
assert ()的缺点:
- 因为引入了额外检查，增加了程序的运行时间
#define NDEBUG
#include <assert.h>有了#define NDEBUG这个声明后就会禁用掉程序中所有的assert断言了，如果后续又需要使用的话，直接把这条语句注释了就可以了。
一般我们都会在debug版本中使用，在release版本中会直接优化掉的，assert不会影响用户使用程序的效率
四.指针的使用和传址调用
4.1--strlen的模拟实现优化
--之间我们就用指针实现了strlen函数的作用，经过本章学习后，我们对此进行一个优化
int my_strlen(const char* str)//优化点1
{int count = 0;assert(str!=NULL);//优化点2while (*str){count++;str++;}return count;
}
int main()
{int len = my_strlen("abcdef");printf("%d\n", len);return 0;
}4.2--传值调用和传址调用
--那么使用指针可以解决那些问题呢？
我们来看看一个例题--写一个函数，交换两个整型变量的值:
先来看看不用指针写出来的对不对吧~
#include <stdio.h>
void Swap1(int x, int y)
{int tmp = x;x = y;y = tmp;
}
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;
}当我们运行上述代码后会发现并没有产生交换效果，这是为什么呢？大家可以先自己调试找找问题
--因为形参x和y与实参a和b的地址不一样，所以操作x和y不会影响a和b，故swap1函数内就算交换了，回到main函数后也不会对a和b产生影响。swap1在调用的时候，是把变量本身直接传递给了函数，这种调用函数的方法我们在之前就知道了，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Swap1是失败的。
那我们该咋办呢？--我们可以使用传址调用(调用函数时，将变量的地址传递给函数)，在main函数中直接将a和b的地址传递给swap函数，swap里面就可以直接通过地址操作main函数中的a和b，达到交换效果。
#include <stdio.h>
void Swap2(int* px, int* py)
{int tmp = 0;tmp = *px;*px = *py;*py = tmp;
}
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);printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);return 0;
}结语:本篇文章就到此结束了，指针的学习内容还有很多，会在后续的篇章中继续给大家分享，感谢大家的关注和支持。