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💗系列专栏: 【C语言详解】 【数据结构详解】
指针
1、const修饰指针
1.1、const修饰变量
1.2、const修饰指针变量
2、指针运算
2.1、指针+- 整数
2.2、指针-指针
2.3、指针的关系运算
3、野指针
3.1、野指针成因
3.2、如何规避野指针
3.2.1、指针初始化
3.2.2、小心指针越界
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
3.2.4、避免返回局部变量的地址
4、assert断言
5、指针的使用和传址调用
5.1、strlen的模拟实现
5.2、传值调用和传址调用
总结
1、const修饰指针
1.1、const修饰变量
#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;
}
#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;
}
1.2、const修饰指针变量
#include <stdio.h>
//代码1
void test1()
{
int n = 10;
int m = 20;
int *p = &n;
*p = 20;//ok?
p = &m; //ok?
}
void test2()
{
//代码2
int n = 10;
int m = 20;
const int* p = &n;
*p = 20;//ok?
p = &m; //ok?
}
void test3()
{
int n = 10;
int m = 20;
int *const p = &n;
*p = 20; //ok?
p = &m; //ok?
}
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;
}
• 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。
2、指针运算
• 指针+- 整数• 指针-指针• 指针的关系运算
2.1、指针+- 整数
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
#include <stdio.h>
//指针+- 整数
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int *p = &arr[0];//首元素地址
int i = 0;
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
for(i=0; i<sz; i++)
{
printf("%d ", *(p+i));//p+i 这⾥就是指针+整数
}
return 0;
}
2.2、指针-指针
只有当两个指针都指向同一个数组中的元素时,才允许从一个指针减去连一个指针。两个指针相减的结果类型是ptrdiff_t,它是一种有符号整数类型。减法运算的值是两个指针在内存中的距离(该距离以间隔的单元格数为单位,而不是以字节为单位)。
下面通过指针减指针计算字符串元素个数。
//指针-指针
#include <stdio.h>
int my_strlen(char *s)
{
char *p = s;
while(*p != '\0' )
p++;
return p-s;
}
int main()
{
printf("%d\n", my_strlen("abc"));
return 0;
}
为什么有指针-指针而没有指针+指针呢?
由于指针加指针的值是一个相对于原数组地址相差较大的数值,该数值很有可能超越了我们所定义的数组的右边界,这样获得的地址值将是一个“盲值”,虽然它确实存在,但我们不能对这个地址做任何处理,因为我们无法得知这个位置原先存储的是什么变量,所以我们认为这是个非法的。
2.3、指针的关系运算
指针的关系运算同样需要指向同一个数组中的元素。根据你所使用的操作符,比较表达式将告诉你哪个指针指向数组中更前或更后的元素,可以通过比较打印数组元素。如果随意两个指针进行比较对于实际的意义不大。
//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 *p = &arr[0];
int i = 0;
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
while(p<arr+sz) //指针的⼤⼩⽐较
{
printf("%d ", *p);
p++;
}
return 0;
}
3、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
#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;
}
#include <stdio.h>
int* test()
{
int n = 100;//局部变量,除了函数则释放
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。
#ifdef __cplusplus
#define NULL 0
#else
#define NULL ((void *)0)
#endif
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 10;
int*p1 = #
int*p2 = NULL;//p2指向空指针
return 0;
}
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。
int main()
{
int arr[10] = {1,2,3,4,5,67,7,8,9,10};
int *p = &arr[0];
for(i=0; i<10; i++)
{
*(p++) = i;
}
//此时p已经越界了,可以把p置为NULL
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
{
//...
}
return 0;
}
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。
4、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);
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。
#define NDEBUG
#include <assert.h>
5、指针的使用和传址调用
5.1、strlen的模拟实现
size_t strlen ( const char * str );
int my_strlen(const char * str)
{
int count = 0;
assert(str);//为空则报错,不为空则继续运行代码
while(*str)
{
count++;
str++;
}
return count;
}
int main()
{
int len = my_strlen("abcdef");
printf("%d\n", len);
return 0;
}
5.2、传值调用和传址调用
#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;
}
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。
我们现在要解决的就是当调用Swap函数的时候, 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。
#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;
}
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
本篇博客就结束啦,谢谢大家的观看,如果公主少年们有好的建议可以留言喔,谢谢大家啦!