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#x1f497;系列专栏#xff1a; 【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、… ✨个人主页 熬夜学编程的小林
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 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。 #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;
} 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进行修改 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;
} 输出结果 我们可以看到这里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那接下来怎么做呢 1.2、const修饰指针变量 我们看下面代码来分析 #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2int 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consttest4();return 0;
} 结论const修饰指针变量的时候 • 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 指针的基本运算有三种分别是 • 指针- 整数 • 指针-指针 • 指针的关系运算 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。 指针/-整数是另一个指针-的大小为指针类型大小。(暂时先简单了解后序指针会详细讲解) 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(i0; isz; i){printf(%d , *(pi));//pi 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(parrsz) //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 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;
} 2. 指针越界访问 #include stdio.h
int main()
{int arr[10] {0};int *p arr[0];int i 0;for(i0; i11; 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. 指针指向的空间释放 #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00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 初始化如下 #include stdio.h
int main()
{int num 10;int*p1 num;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。 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起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的野狗如果是不能直接使用如果不是我们再去使用。 int main()
{int arr[10] {1,2,3,4,5,67,7,8,9,10};int *p arr[0];for(i0; i10; i){*(p) i;}//此时p已经越界了可以把p置为NULLp 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); 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 。 #define NDEBUG
#include assert.h 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() 的 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 在 Release 版本不影响用户使用时程序的效率。 5、指针的使用和传址调用 5.1、strlen的模拟实现 库函数strlen的功能是求字符串长度统计的是字符串中 \0 之前的字符的个数。 函数原型如下 size_t strlen ( const char * str ); 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长度。 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。 参考代码如下 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 学习指针的目的是使用指针解决问题那什么问题非指针不可呢 例如写⼀个函数交换两个整型变量的值 ⼀番思考后我们可能写出这样的代码 #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;
} 当我们运行代码结果如下 我们发现其实没产生交换的效果这是为什么呢 调试⼀下试试呢 我们发现在main函数内部创建了a和b a的地址是0x00cffdd0b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0x00cffcecy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。 Swap1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。 所以Swap是失败的了。 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。 #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;
} 首先看输出结果 我们可以看到实现成Swap2的方式顺利完成了任务这里调用Swap2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 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
