(C语言)深入理解指针2之野指针与传值与传址与assert断言

2024-03-06 17:44

本文主要是介绍(C语言)深入理解指针2之野指针与传值与传址与assert断言,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

(C语言)深入理解指针1基础:http://t.csdnimg.cn/iGA3V

前面我们了解了指针的一些基础知识,下面我们进行进一步的指针学习

目录

1. 野指针

6.1 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

6.2 如何规避野指针

6.2.1 指针初始化

6.2.2 ⼩⼼指针越界

6.2.3 指针变量不再使⽤时,及时置NULL,指针使⽤之前检查有效性

6.2.4 避免返回局部变量的地址

2. assert断⾔

8. 指针的使⽤和传址调⽤

8.1 strlen的模拟实现

8.2 传值调⽤和传址调⽤


1. 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)

6.1 野指针成因

1. 指针未初始化

2. 指针越界访问

访问内容操过了arr数组的范围,打印出了内存中的随机值。

3. 指针指向的空间释放

函数调用完之后,空间就被释放了,在这实验时虽然n被释放了,但是10仍然在那个空间里,还是会输出10,如果有函数再次利用那块空间,10将被改变,这时如果还访问*p很可能会报错。

2.2 如何规避野指针

2.2.1 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。

在用不到p2变量时先将p2初始化位NULL,等将来有用的时候再更改。

2.2.2 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。

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

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。
我们可以把野指针想象成野狗,野狗放任不管是⾮常危险的,所以我们可以找⼀棵树把野狗拴起来,就相对安全了,给指针变量及时赋值为NULL,其实就类似把野狗栓前来,就是把野指针暂时管理起来。
不过野狗即使拴起来我们也要绕着⾛,不能去挑逗野狗,有点危险;对于指针也是,在使⽤之前,我们也要判断是否为NULL,看看是不是被拴起来起来的野狗,如果是不能直接使⽤,如果不是我们再去使⽤。

2.2.4 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。

3. 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”。
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
然后,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 NDBUG 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() 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,
Release 版本不影响⽤户使⽤时程序的效率。

4. 指针的使⽤和传址调⽤

4.1 strlen的模拟实现

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

函数原型如下:
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,最终返回⻓度。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。

函数参数之所以加const是因为:该函数是用来计算字符串的大小的不需要也不允许改变str中的值,在char* str前加上const是防止误改str中的值,只要函数中有改的动作就会报错,增加了安全性。

4.2 传值调⽤和传址调

有什么问题是非使用指针不可呢?

例如:写⼀个函数,交换两个整型变量的值

我们发现其实没产⽣交换的效果,这是为什么呢?

因为:当执行到swap函数时,在函数内部的a/b并不是主函数中的a/b,而是进入函数后重新创建的变量,和原来的a/b只是在数值上相同,交换的也只是swap函数中的a与b的值,原来main函数中的a与b的值并没有变化,退出swap函数后,在swap函数中创建的a与b也被销毁了,生命周期就结束了,这种叫作传值调用,但是我们的目的并没有达成。

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Swap是失败的了。
形参是实参的一份临时拷贝!!!
那怎么办呢?
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。
这种传递变量指针给函数的调用方法叫作: 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。
感谢观看,感谢指正

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