C语言指针深入详解（二）：const修饰指针、野指针、assert断言、指针的使用和传址调用

目录

 一、const修饰指针

（一）const修饰变量

（二）const 修饰指针变量

二、野指针

（一）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

（二）如何规避野指针 

1、指针初始化

2、小心指针越界

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

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

（一）strlen的模拟实现

（二）传值调用和传址调用

结语

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前言:前面几篇文章介绍了c语言的一些知识，包括循环、数组、函数、VS实用调试技巧、函数递归、操作符等，在这篇文章中，我将继续介绍指针的一些重要知识点！由于指针的内容较多，博主将会分为六篇博客介绍，这是第二篇！对指针感兴趣的友友们可以在评论区一起交流学习！ 

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 一、const修饰指针

（一）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就行修改，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： 

 

                                                         程序运行结果  

我们可以看到这里一个确实修改了，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？

（二）const 修饰指针变量

一般来讲const修饰指针变量，可以放在*的左边，也可以放在*的右边，意义是不一样的。

int * p;//没有const修饰？ 
int const * p;//const 放在*的左边做修饰 
int * const p;//const 放在*的右边做修饰

具体分析一下： 

代码1：测试无const修饰的情况

#include <stdio.h>void test1()
{int n = 10;int m = 20;int* p = &n;*p = 20;//ok?p = &m; //ok?
}

代码2：测试const放在*的左边情况 

#include <stdio.h>void test2()
{int n = 10;int m = 20;const int* p = &n;*p = 20;//ok?p = &m; //ok?
}

代码3：测试const放在*的右边情况 

#include <stdio.h>
void test3()
{int n = 10;int m = 20;int * const p = &n;*p = 20; //ok?p = &m; //ok?}

代码4：测试*的左右两边都有const 

#include <stdio.h>
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

（1）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。

（2）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。

二、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）。

（一）野指针成因

野指针的成因主要分为指针未初始化、指针越界访问、指针指向的空间释放这三种，我们这里通过代码了解一下，理由我标注在代码的注释部分哩。

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(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 <stdio.h>int* test()
{int n = 100;return &n;
}int main()
{int*p = test();printf("%d\n", *p);return 0;
}

（二）如何规避野指针 

1、指针初始化

2、小心指针越界

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

4、避免返回局部变量的地址

比如说造成野指针的第3个例子，不要返回局部变量的地址。

三、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>

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 NDEBUG 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。

四、指针的使用和传址调用

（一）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。

下面是函数原型：

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。 

代码实现：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>int my_strlen(const char* str)
{int count = 0;assert(str);while (*str){count++;str++;}return count;
}int main()
{int len = my_strlen("abcdef");printf("%d\n", len);return 0;
}

（二）传值调用和传址调用

我们学习指针的目的是使用指针解决问题，那有什么问题是非指针解决不可的呢？有的兄弟，有的。我们在这里就举一个例子：要求写一个函数，能够交换两个整型变量的值。

我们尝试了一番，写出了这样的代码：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1#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;
}

输入两个值（中间记得空格） 试试能不能行得通，输出结果：

啊嘞？这是什么情况！我们发现代码没产生实际交换的效果！这是为什么哩？

调试一下，我又给友友们请来了我们的老朋友、老军师——监视 ！

注意：不知道监视怎么搞的友友们可以去看博主的这篇博客：VS2022进行监视功能的步骤

好啦好啦，我们话不多说，调试一下试试：

 

真相大白了，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。  

由此我们可以得出结论：实参传递给行参的时候，形参会单独创建一份临时空间来接受实参，对形参的修改不影响实参。

因此Swap1战败啦。

这下子怎么办哩？！

咱们当务之急是解决调用Swap函数时，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。

代码实现：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1
#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;
}

事不宜迟，咱们赶紧测试一下！输出结果： 

我们从这里可以看到实现成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。

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结语

往期回顾：

C语言指针深入详解（一）：内存和地址、指针变量和地址、指针变量类型的意义、指针运算

结语：本篇文章就到此结束了，本文为友友们分享了一些操作符相关的重要知识点，如果友友们有补充的话欢迎在评论区留言，下一期我们将继续介绍操作符剩下的一些重要知识点，感谢友友们的关注与支持！