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【理解指针(二)】

文章目录

  • 一、指针的运算
    • (1)指针加整数
    • (2)指针减指针(指针关系运算)
  • 二、野指针
    • (1)野指针的成因
      • (1.1)指针未初始化
      • (1.2)指针的越界访问
      • (1.3)指针指向的空间释放
  • (2)如何避免野指针
      • (2.1)指针需要初始化
      • (2.2)指针变量不再使用时,及时置NULL,指针使用之前检查有效性
  • 三、 strlen的模拟实现
  • 四、总结

一、指针的运算

(1)指针加整数

例子,我们打印一组数字:

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };int* pa = &arr[0];int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);for (int i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", *(pa + i));}return 0;
}

在这里插入图片描述

这里的pa + i就是指针变量加上一个整数,pa + i是地址,*是对这个地址的解引用。

(2)指针减指针(指针关系运算)

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};int* pa = &arr[0];printf("%d ", &arr[9] - pa);return 0;
}

在这里插入图片描述
上面的代码我们也可以用指针关系运算来写:(这里我们需要用到循环)

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* pa = &arr[0];int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);while (pa < arr+sz){printf("%d ", *pa);pa++;}return 0;
}

这里的pa < arr+sz是指针的比较,pa就是第一个元素开始的地址,而arr+sz就是最后一个元素结束的地址:

这里的&arr[9] - pa也可以写成&arr[9]-&arr[0],而得到的结果是 9 。由此我们可以得到一个结论:
指针的关系运算,得到的是指针和指针之间元素的个数。

二、野指针

(1)野指针的成因

(1.1)指针未初始化

示范一个错误例子:

#include<stdio.h>int main()
{int* pa;*pa = 1;printf("%d ", *pa);return 0;
}

在这里插入图片描述

局部变量指针未初始化,默认为随机值。

(1.2)指针的越界访问

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 0 };int* pa = &arr[0];for (int i = 0; i <= 11; i++){*(pa++) = i;printf("%d ", *pa);}return 0;
}

指针指向的范围超出数组arr的范围,pa就是野指针(指针指向的范围有11个,而数组arr的范围只有10个)

在这里插入图片描述

(1.3)指针指向的空间释放

#include<stdio.h>
int Print()
{int a = 90;return &a;
}
int main()
{int* pa = Print();printf("%d ", *pa);return 0;
}

我们写一个函数,将a赋值为90,然后把a的空间返回到主函数中,*pa可以接受到a的地址,但是出了Print()函数,空间就被回收了,此时*pa带着地址去访问该空间,不会得到任何数字,这就是空间的释放。

(2)如何避免野指针

(2.1)指针需要初始化

  • 如果我们明确知道指针指向哪里就直接赋值地址:
#include<stdio.h>
int main()
{int a = 20;int* pa = &a;return 0;
}

这里前面就是知道pa指针指向的是a的地址,所以我们直接:int* pa = &a

  • 如果我们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。
#include<stdio.h>
int main()
{int* p = NULL;*p = 20;          //errprintf("%d ", *p);return 0;
}

小心指针的越界:

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。(可以见上面的(1.2))

(2.2)指针变量不再使用时,及时置NULL,指针使用之前检查有效性

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* pa = &arr[0];for (int i = 0; i < 10; i++){*(pa++) = i;}pa= NULL;pa = &arr[0];if (pa != NULL){for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", *(pa + i));}}return 0;
}

*(pa++) = i;循环结束后,pa是超出了arr的范围的,此时可以把pa重置;当我们要重新用到pa时,可以让pa重新获得地址,重新获得地址后,我们需要判断pa是不是空指针,以确保代码的安全性。

  • 避免返回局部变量的地址(可见(1.3))

三、 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。

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。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int my_strlen(char* pc)
{int count = 0;while (*pc != '\0'){count++;pc++;}return count;
}
int main()
{char arr[] = { "abcdf" };int len = my_strlen(arr);printf("%d ", len);return 0;
}

上面的代码,我们可以发现有很多的不足之处,不可以确保代码完全的安全性:

  1. 如果用户不小心把数组传成了空指针
    在这里插入图片描述

  2. int是有符号的整形,它可以为负数,但是我们统计数字不可能是负数

  3. char *pc只是用于遍历的,不能对*pc进行修改
    在这里插入图片描述
    所以最后的代码应该改为:

#include<assert.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
size_t my_strlen( const char* pc)
{assert(pc != NULL);size_t count = 0;while (*pc != '\0'){count++;pc++;}return count;
}
int main()
{char arr[] = { "abcdf" };size_t len = my_strlen(arr);printf("%zd ", len);return 0;
}

四、总结

指针需要理解的东西有很多,希望大家可以自己慢慢去消化,指针这一章的内容还没有结束哟,希望与大家下一次再见。ԅ(¯ㅂ¯ԅ)

在这里插入图片描述

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