《彻底理解C语言指针全攻略（2）》

《彻底理解C语言指针全攻略（1）》

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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，本篇主要是指针的计算，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

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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。
例：

#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;
}

运行结果：

解释：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;
}

运行结果：

注意：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。

1.2 const修饰指针变量

const int* p;   //没有修饰？int const* p;   //const 放在*的左边做修饰int* const p;   //const 放在*的右边做修饰 

1.2.1 const 放在*的左边做修饰

#include <stdio.h>
int mian()
{int n = 10;int m = 30;const int* p = &n;*p = 20;p = &m;return 0;
}

运行结果：

1.2.2 const 放在*的右边做修饰

#include <stdio.h>
int mian()
{int n = 10;int m = 30;int* const p = &n;*p = 20;p = &m;return 0;
}

运行结果：

1.2.3 const 放在*的左右两边

#include <stdio.h>
int mian()
{int n = 10;int m = 30;int const* const p = &n;*p = 20;p = &m;return 0;
}

运行结果：

结论：const修饰指针变量
• 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、指针运算

2.1. 指针±整数

因为数组在内存中是连续存放的，只要知道第⼀个元素的地址，顺藤摸⽠就能找到后⾯的所有元素

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

2.2.1指针➕指针

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int* p = &arr[0];for (int i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", *(p + i));}return 0;
}

2.2.2指针－指针

#include <stdio.h>my_strlen(char* s)
{char* p = s;while (*p != '\0')p++;return p - s;
}
int main()
{printf("%d", my_strlen("abc"));return 0;
}

2.2.3指针的关系运算

#include <stdio.h>int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int* p = &arr[0];while (p < arr + sz){printf("%d ", *p);p++;}return 0;
}

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。

3.1 野指针成因

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;
}

3.1.2. 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
}

3.1.3 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;
}

3.2 如何规避野指针

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

3.2.2 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。

3.2.3 指针变量不再使⽤时，及时置NULL，指针使⽤之前检查有效性

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。
例题：

3.2.4 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。

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），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stdderr 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>

五、指针的使用和传址调用

5.1 strlen的模拟实现–指针的使用

库函数strlen的功能是求字符串⻓度，统计的是字符串中中\0 之前的字符的个数。
函数原型如下： size_t strlen ( const char * str );

#include <stdio.h>my_strlen(char* s)
{char* p = s;while (*p != '\0')p++;return p - s;
}
int main()
{printf("%d", my_strlen("abc"));return 0;
}

5.2 传值调用和传址调用

例如：写⼀个函数，交换两个整型变量的值

5.2.1传值调用

第一眼写的：

#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：%d %d\n",a,b);swap1(a, b);printf("交换后：%d %d\n", a, b);return 0;
}

运行结果：

调试：

我们发现在main函数内部，创建了a和b，在调用wap1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。
wap1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。

5.2.2传址调用

#include <stdio.h>
void swap1(int* px, int* py)
{int temp = *px;*px = *py;*py = temp;
}int main()
{int a = 0;int b = 0;scanf("%d %d", &a, &b);printf("交换前：%d %d\n",a,b);swap1(&a, &b);printf("交换后：%d %d\n", a, b);return 0;
}

运行结果：

我们可以看到这一次顺利完成了任务，这⾥调⽤swap1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。

总结

每天进步一点，成为更优秀的自己，期待下期再见，bye!!!