C语言第十八弹---指针(二)_网站优化分享

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 
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 
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 
//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;
}

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};

C语言第十八弹---指针(二),第4张

#include 
//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 
        
       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 
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 
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 
          
         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 
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 
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;
} 
            
            3.  
            指针指向的空间释放  
            
            
            #include 
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 
              
              初始化如下： 
              
              
              #include 
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。  
                 
                
                
                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(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); 
                  
                  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  语句的前面，定义⼀个宏 NDEBUG 。  
                  
                  
                  
                  #define NDEBUG
#include  
                   
                   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 
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。 
                            
                           
                           
                            
                            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 
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！
  苏州网络公司  苏州建站平台  如何制作一个宣传网页  比较好的做网站公司  网站建设成本预算  建设网站制作公司

上一篇：深度解析：Kafka、ActiveMQ、RabbitMQ、RocketMQ的区别与比较

下一篇：C Primer Plus（第六版）15.9 编程练习第6题