【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。

1. int * p;//没有const修饰？
2. int const * p;//const 放在*的左边做修饰
3. 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?-ok
	p = &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?-ok
	p = &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?-no
	p = &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const
	test4();
	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。

#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;
}

#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 = &num;
	int* p2 = NULL;
	return 0;
}

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;
}

#include<assert.h>
assert(p != NULL);

#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

--之前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2
	while (*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;
}