当前位置: 首页 > news >正文

C语言指针深入详解(二):const修饰指针、野指针、assert断言、指针的使用和传址调用

目录

 一、const修饰指针

(一)const修饰变量

(二)const 修饰指针变量

二、野指针

(一)野指针成因

1、指针未初始化

2、指针越界访问

3、指针指向的空间释放

(二)如何规避野指针 

1、指针初始化

2、小心指针越界

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

三、assert断言

四、指针的使用和传址调用

(一)strlen的模拟实现

(二)传值调用和传址调用

结语


🔥个人主页:艾莉丝努力练剑

🍓专栏传送门:《C语言》

🍉学习方向:C/C++方向

⭐️人生格言:为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平



前言:前面几篇文章介绍了c语言的一些知识,包括循环、数组、函数、VS实用调试技巧、函数递归、操作符等,在这篇文章中,我将继续介绍指针的一些重要知识点!由于指针的内容较多,博主将会分为六篇博客介绍,这是第二篇!对指针感兴趣的友友们可以在评论区一起交流学习! 


 一、const修饰指针

(一)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。

#include <stdio.h>int main()
{int m = 0;m = 20;//m是可以修改的 const int n = 0;n = 20;//n是不能被修改的 return 0;
}

上述代码中n是不能被修改的,其实n本质是变量,只不过被const修饰后,在语法上加了限制,只要我们在代码中对n就行修改,就不符合语法规则,就报错,致使没法直接修改n。

但是如果我们绕过n,使用n的地址,去修改n就能做到了,虽然这样做是在打破语法规则。

#include <stdio.h>int main()
{const int n = 0;printf("n = %d\n", n);int* p = &n;*p = 20;printf("n = %d\n", n);return 0;
}

输出结果: 

 

                                                         程序运行结果  

我们可以看到这里一个确实修改了,但是我们还是要思考一下,为什么n要被const修饰呢?就是为了不能被修改,如果p拿到n的地址就能修改n,这样就打破了const的限制,这是不合理的,所以应该让p拿到n的地址也不能修改n,那接下来怎么做呢?

(二)const 修饰指针变量

一般来讲const修饰指针变量,可以放在*的左边,也可以放在*的右边,意义是不一样的。

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

具体分析一下: 

代码1:测试无const修饰的情况

#include <stdio.h>void test1()
{int n = 10;int m = 20;int* p = &n;*p = 20;//ok?p = &m; //ok?
}

代码2:测试const放在*的左边情况 

#include <stdio.h>void test2()
{int n = 10;int m = 20;const int* p = &n;*p = 20;//ok?p = &m; //ok?
}

代码3:测试const放在*的右边情况 

#include <stdio.h>
void test3()
{int n = 10;int m = 20;int * const p = &n;*p = 20; //ok?p = &m; //ok?}

代码4:测试*的左右两边都有const 

#include <stdio.h>
void test4()
{int n = 10;int m = 20;int const * const p = &n;*p = 20; //ok?p = &m; //ok?}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const test4();return 0;
}

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。 但是指针变量本身的内容可变。

(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

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)。

(一)野指针成因

野指针的成因主要分为指针未初始化、指针越界访问、指针指向的空间释放这三种,我们这里通过代码了解一下,理由我标注在代码的注释部分哩。

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;
}

(二)如何规避野指针 

1、指针初始化
2、小心指针越界
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

比如说造成野指针的第3个例子,不要返回局部变量的地址。

三、assert断言

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(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。

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>

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 NDEBUG 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 版本不影响用户使用时程序的效率。

四、指针的使用和传址调用

(一)strlen的模拟实现

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

下面是函数原型:

size_t strlen ( const char * str );

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,最终返回长度。
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。 

代码实现:

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>int my_strlen(const char* str)
{int count = 0;assert(str);while (*str){count++;str++;}return count;
}int main()
{int len = my_strlen("abcdef");printf("%d\n", len);return 0;
}

(二)传值调用和传址调用

我们学习指针的目的是使用指针解决问题,那有什么问题是非指针解决不可的呢?有的兄弟,有的。我们在这里就举一个例子:要求写一个函数,能够交换两个整型变量的值。

我们尝试了一番,写出了这样的代码:

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1#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;
}

输入两个值(中间记得空格) 试试能不能行得通,输出结果:

啊嘞?这是什么情况!我们发现代码没产生实际交换的效果!这是为什么哩?

调试一下,我又给友友们请来了我们的老朋友、老军师——监视

注意:不知道监视怎么搞的友友们可以去看博主的这篇博客:VS2022进行监视功能的步骤

好啦好啦,我们话不多说,调试一下试试:

 

真相大白了,我们发现在main函数内部,创建了a和b,a的地址是0x00cffdd0,b的地址是0x00cffdc4,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0x00cffcec,y的地址是0x00cffcf0,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。  

由此我们可以得出结论:实参传递给行参的时候,形参会单独创建一份临时空间来接受实参,对形参的修改不影响实参。

因此Swap1战败啦。

这下子怎么办哩?!

咱们当务之急是解决调用Swap函数时,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,并达到交换的效果就好了。

代码实现:

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1
#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;
}

事不宜迟,咱们赶紧测试一下!输出结果: 

我们从这里可以看到实现成Swap2的方式,顺利完成了任务,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。 

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。


结语

往期回顾:

C语言指针深入详解(一):内存和地址、指针变量和地址、指针变量类型的意义、指针运算

结语:本篇文章就到此结束了,本文为友友们分享了一些操作符相关的重要知识点,如果友友们有补充的话欢迎在评论区留言,下一期我们将继续介绍操作符剩下的一些重要知识点,感谢友友们的关注与支持!

相关文章:

  • 用 UniApp 构建习惯打卡 App —— HabitLoop 开发记
  • 报告精读:华为2024年知行合一通信行业数据治理实践指南报告【附全文阅读】
  • leetcodehot100刷题——排序算法总结
  • python中http.cookiejar和http.cookie的区别
  • React 19版本refs也支持清理函数了。
  • 【每天一个知识点】湖仓一体(Data Lakehouse)
  • 规则联动引擎GoRules初探
  • 牛客网NC21989:牛牛学取余
  • 新电脑软件配置二:安装python,git, pycharm
  • UnLua源码分析(一)初始化流程
  • 【关联git本地仓库,上传项目到github】
  • 四品种交易策略
  • 模型评估与调优(PyTorch)
  • 02 K8s双主安装
  • MoodDrop:打造一款温柔的心情打卡单页应用
  • 黑马k8s(十一)
  • leetcode hot100刷题日记——2.字母异位词分组
  • discuz X3.5批量新建用户
  • 分别用 语言模型雏形N-Gram 和 文本表示BoW词袋 来实现文本情绪分类
  • 【聚类】 K-means
  • 牛市早报|上市公司重大资产重组新规出炉,4月经济数据将公布
  • 体坛联播|雷霆抢七淘汰掘金,国米错失意甲登顶良机
  • 上海小学生暑(寒)托班会增设开办期数、延长办班时间吗?团市委回应
  • 杨建全已任天津市委副秘书长、市委市政府信访办主任
  • 80后女博士黄双燕拟提名为内蒙古盟市政府(行署)副职人选
  • 新华时评:博物馆正以可亲可近替代“高冷范儿”