C语言——深入解析C语言指针：从基础到实践从入门到精通（二）

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前面介绍了指针的一些基本概念，本节介绍const修饰指针，野指针，assert断言，指针的调用方法

一. const修饰指针

const是常属性，不能改变

1.1 const修饰变量

变量是可以修改的，如果用const修饰变量，那么变量就不能被修改。

#include<stdio.h>
int main()
{int m = 0;m = 20;//可以修改const int n = 0;n = 20;//不可以修改return 0;
}

n还是变量，只不过不能修改是在语法层面上做了修饰是常变量
但是如果把变量的地址放在一个指针变量中，绕过n，使用n的地址对n进行修改，那么通过指针是可以改变变量的值

int main()
{const int n = 0;int* pn = &n;*pn = 20;printf("%d\n", n);return 0;
}

结果发现n的值被改变了，但是我们不想把变量的值改变，那么就应该用const限制指针的修改范围。

1.2 const修饰指针变量

const修饰指针变量可以放在*的左边，或者右边，结果是不一样的

int * p
int const *p
int * const p
int const * const p

const放在*的左边，修饰限定的是指针p所指向的对象的值不能修改，但是可以修改所指的对象

int main()
{int n = 20;int const* pn = &n;*pn = 10;//errprintf("%d\n", *pn); return 0;
}

const放在*的右边，const修饰限定的是指针p，不能改变所指向的对象，但是所指对象的值可以改变。

int main()
{int n = 20;int m = 300;int * const pn = &n;*pn = 10;printf("%d\n", *pn);pn = &m;//errprintf("%d\n", *pn);return 0;
}

两边都有const
那么结果显现既不能改变指针所指对象，也不能改变所指对象的值

画图解释

二. 野指针

野指针就是指针所指向的空间不确定

2.1 野指针成因

2.1.1指针未初始化

int main()
{int* p;//err 局部变量指针不初始化为随机值。*p = 20;//p为野指针return 0;
}

2.1.2 指针越界访问

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 < 11; i++){printf("%d\n", *p);p++;}return 0;
}

2.1.3 指针指向的空间释放

int* test()
{int n = 100;return &n;
}
int main()
{int* p = test();printf("hehe\n");printf("%d\n", *p);return 0;
}

局部变量在函数调之后会销毁，当*p找到n的空间的时候，里面的内容是不对的，此时p为野指针

2.2 如何规避野指针

2.2.1 初始化指针

如果知道指针指向的哪里的空间就直接赋值地址，如果不知道指向哪里就赋值NULL，NULL是C语言中定义的一个标识符常量，值为0,0也是地址但是这个地址是无法使用的，读这个地址会报错

int *p=NULL；

初始化：

int  main()
{int num = 1000;int* p1 = #int* p2 = NULL;//p2是野指针return 0;
}

2.2.2 小心指针越界

程序申请哪些空间就访问哪些空间，不能超出访问空间范围，即不能越界访问

2.2.3 指针不用时要置NULL

当指针指向一块空间的时候，我们可以通过指针访问该空间，当不再访问这片空间的时候，及时把该指针置NULL。
只要是NULL指针就不访问，访问时要判断指针是不是NULL
例

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 < 10; i++){printf("%d ", *(p++));}p = NULL;p = &arr[0];//让p重新获得地址if (p==NULL){printf("是空指针\n");}else{printf("不是空指针\n");}return 0;
}

2.2.4 避免返回局部变量的地址

局部变量在函数调用结束后就会销毁，如果返回局部变量的地址就会导致指针指向错误的空间，return返值其实是先放在寄存器中，等到回到主函数时再把寄存器中的值，赋值给要打印的变量。

int* test()
{int n = 120;return &n;
}
int main()
{int r = test();printf("%d\n", r);return  0;
}

三. assert断言

assert.h文件定义宏，在运行时符合条件就运行，不符合条件就报错，这个 宏 称为断言

assert（p！=NULL）；

判断是否等于NULL，如果不等于NULL就继续运行，如果等于就终止运行，并且给出报错信息。

#include<assert.h>
int main()
{int a = 10;int* pa = NULL;assert(pa != NULL);printf("%d\n", *pa);return 0;
}

#include<assert.h>
int main()
{int a = 10;int* pa = NULL;pa = &a;assert(pa != NULL);printf("%d\n", *pa);return 0;
}

assert（）宏接受一个表达式作为参数，如果表达式为真，返回非零值，程序继续运行，如果表达式为假，返回值为0，assert（）就会报错，错误会在屏幕上输出一条错误信息：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（）好处：
1.能自动识标识文件和出问题的行号
2.有一种无需修改就能开启和关闭assert（）的机制

#define NDEBUG
#include<assert.h>

在头文件前面加一句#define NDEBUG作用相当于不在断言，把assert关掉了
但是，必须确定程序没有问题。
如果程序有问题可以把#define NDEBUG注释掉，这用就可以重新启动assert（）
assert（）缺点
引入了额外审查，会导致程序运行时间增加
一般在Debug环境中使用，在Release版本中assert（）是不起作用的。

四. 指针的使用和传值调用

4.1 strlen的模拟实现

函数原型

size_t strlen（const char* str）

str接受字符串的起始地址，然后统计字符串中\0之前的个数，返回最终长度
模拟实现：

#include<stdio.h>
int my_strlen(char* str)
{int count = 0;while (*str){count++;str++;}return count;
}
int main()
{char arr[10] = { "abcdefg" };int len = my_strlen(arr);printf("%d\n", len);return 0;
}

优化

#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()
{char arr[10] = { "abcdefg" };int len = my_strlen(arr);printf("%d\n", len);return 0;
}

4.2 传值调用和传址调用

有一些问题必须要用指针解决
例：

void Swap(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("交换之前a和b的值：a=%d b=%d\n", a, b);Swap(a, b);printf("交换之后a和b的值：a=%d b=%d\n", a, b);return 0;
}

结果：

x,y是独立的空间，形参的改变不会影响实参的结果

具体参考C语言——函数（超详细分析）中，实参和形参的关系

想要通过形参来改变实参可以借助指针

void Swap(int* px, int* py)
{int tmp = *px;*px = *py;*py = tmp;
}
int main()
{int a = 0;int b = 0;scanf("%d %d", &a, &b);printf("交换之前a和b的值：a=%d b=%d\n", a, b);Swap(&a, &b);printf("交换之后a和b的值：a=%d b=%d\n", a, b);return 0;
}

传址调用可以把函数和主函数真正的建立联系
只是需要主调函数中的变量实现计算，可以用传值调用
函数内部需要修改主调函数的值，就需要传址调用

总结