C:野指针介绍（定义、危害、规避）以及野指针与空指针的区分

目录

1、野指针

1.1 野指针的成因

1.指针未初始化

2.指针越界访问

3.指针指向的空间释放

1.2 野指针的危害

1.3 如何规避野指针

1. 指针初始化

2. 小心指针越界

3.指针变量不使用就及时赋上NULL

4. 指针使用前检查是否是空指针 

5. 避免返回局部变量的地址

1.4 区分野指针和空指针

2、assert断言

2.1 定义与用法

2.2 assert优点：

2.3 assert使用场景：

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本篇文章将带来野指针的介绍，野指针与空指针的区分，以及assert断言

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1、野指针

什么是野指针呢？

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）

举个例子：你想去朋友家（访问内存中的数据），但你拿的地址（野指针）是错的，可能是个还没建好的房子的地址，也可能是个已经拆掉的房子的地址，这时候你就找不到朋友家了，还可能会惹出麻烦。

1.1 野指针的成因

1.指针未初始化

#include <stdio.h>
int main()
{int* p;//局部变量未初始化，默认未随机值*p = 20;return 0;
}

由于指针p未初始化，所以*p就属于非法访问，p就是野指针。

对比一下初始化后的指针：

#include <stdio.h>
int main()
{int n = 100;int* p = &n;//已初始化的指针*p = 20;printf("%d", n);return 0;
}

2.指针越界访问

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 0 };//0 0 0 0 0 0 0 0 0 0（10个数）int* p = &arr[0];int i = 0;for (i = 0; i <= 11; i++);//循环了12次{*p = i;p++;}printf("%d", n);return 0;
}

越界还是很好理解的，前面也有多次提到，比如这里数组只有10个元素，但是循环却循环了12次，这样就会造成最后两次循环生成的是随机数。

也就是说，当指针指向的范围超出数组arr的范围时，p就是野指针

3.指针指向的空间释放

#include <stdio.h>
int* test()
{int n = 100;//n是局部变量return &n;
}
int main()
{int* p = test();printf("%d", *p);return 0;
}

可以看出上面的代码有上面问题吗？

上诉代码中，n是局部变量，所以n的生命周期就是局部范围，当出了范围后，n会被销毁。通过

return &n导致n的地址被返回。p接收了这个地址。在&n返回的时候，n所占的空间就不属于n了。

这时候p在拿着刚才返回的地址去找n，根本找不到。因此，当p得到地址的时候，就已经是野指针了！

举个例子辅助理解一下：

假设你在图书馆租了一个存包柜来放你的书包（这就相当于在内存中分配了一块空间来存储数据）。然后你把书包放进去，存包柜上的号码牌就像是指针，它能让你找到放书包的位置。

当你要离开图书馆的时候，你把书包取走了（这就相当于释放了指针所指向的空间），这个存包柜就空了，不再属于你使用。

但是，如果之后你还拿着那个号码牌（也就是还保留着那个指针），想要再去开这个柜子放东西或者取东西，那就不行啦，因为这个柜子已经不再为你服务，它可能已经被分配给其他人使用，或者干脆被图书馆收回了。这就相当于在程序中，对已经释放的空间进行操作，会导致错误。

1.2 野指针的危害

使用野指针可能导致程序崩溃、数据损坏、系统不稳定等严重问题。

举个例子：（该例子只是为了说明野指针的危害，没有实际意义）

比如说你是一个快递员，你的任务是根据地址把包裹送到指定的人家。

正常情况下，每个地址都是清晰准确的，你能顺利地完成送货任务。但如果地址写错了，比如写成了一个不存在的门牌号（这就好比野指针），那麻烦就大了。

你可能会在错误的地方一直找，浪费大量的时间和精力（就像程序在错误的内存位置寻找数据，导致程序运行效率降低）。

或者你可能不小心把包裹放到了别人的家门口，造成包裹送错（这就如同程序错误地修改了不该修改的数据，导致数据出错）。

更糟糕的是，如果这个错误的地址指向了一个敏感的区域，比如是警察的办公地点或者是银行的金库（在程序中就是关键的系统区域），那可能会引起大麻烦，甚至会触犯法律（在程序中可能导致系统崩溃或者出现严重的安全漏洞）。

1.3 如何规避野指针

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

#include <stdio.h>
int main()
{int n = 10;int* p = &n;//有明确的指向int* p2;//野指针return 0;
}

上诉代码中p指针有明确的指向对象n，而p2则是野指针，为了防止野指针的危害，但又因为没具体的指向，因此可以给p2赋上NULL初始化。

#include <stdio.h>
int main()
{int n = 10;int* p = &n;//有明确的指向int* p2 = NULL;//初始化NULLreturn 0;
}

当赋上NULL后，虽然p2指针无法使用，但是我们可以很好的将p2这个野指针管理起来，野指针你可以把它比作一条野狗，如果不拴起来会有很大的危害（未初始化），而拴起来后只要不去招惹它就不会出现问题（给野指针赋上NULL ，且不使用它） 

2. 小心指针越界

我们向内存申请了哪些空间，通过指针野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因此。在使用的时候需要格外注意！

3.指针变量不使用就及时赋上NULL

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。

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = &arr[0];for(int i = 0;i < 10;i++){*(p++) = i;}//循环结束后p就不在使用了，可以将p设置为NULLp = NULL;return 0;

4. 指针使用前检查是否是空指针 

 使用指针之前可以判断指针是否为NULL。如果是NULL，就不使用该指针。

#include <stdio.h>
int main()
{int n = 10;int* p = &n;int* p2 = NULL;if (p2 != NULL)//在使用前判断p2是否为空指针{//……}return 0;
}

5. 避免返回局部变量的地址

局部变量在函数结束后其内存会被释放，如果返回其地址，就会得到一个野指针。如上述野指针成因的第三种其情况。

1.4 区分野指针和空指针

野指针和空指针是两个不同的概念，主要区别如下：

定义：

• 空指针是被明确赋值为 NULL （在 C 或 C++ 中）的指针，表示它不指向任何有效的内存地址。
• 野指针是指向一个不确定的、无效的或者未分配的内存地址的指针。

安全性：

• 空指针的使用是相对安全的，因为在程序中对空指针进行解引用操作通常会导致程序崩溃，从而能够让开发者意识到问题所在。
• 野指针的使用则非常危险，因为它可能指向任意的内存位置，对其解引用可能导致不可预测的错误，甚至破坏重要的数据。

产生原因：

• 空指针通常是由开发者主动将其赋值为 NULL 来表示某种特殊情况或未初始化的状态。
• 野指针通常是由于编程错误，比如指针未初始化、指针所指向的内存被释放后未正确处理等原因产生的。

举例说明：

// 空指针
int *p = NULL;  // 这是一个明确的空指针// 野指针
int *p;  // 未初始化，可能成为野指针
int arr[5];
int *p = &arr[5];  // 超出数组范围，成为野指针

2、assert断言

2.1 定义与用法

assert 断言是一种在编程中用于调试和验证假设的工具。

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);

//表达式为真，继续运行

//表达式为假，程序停止

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，程序就继续运行，否则就会终止运行，并且给出报错信息提示。 

 代码展示：

#include <stdio.h>
int main()
{int* p = NULL;assert(p != NULL);return 0;
}

结果：

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。

2.2 assert优点：

1. 自动标识文件和出问题的代码的行数
2. 使代码的逻辑更加清晰，明确了开发者对代码执行过程中的预期。
3. 无需更改代码就能开启或关闭assert（）的机制。如果已经确定程序没问题，只需要在#include <assert.h> 前面定义宏 NDEBUG.

#define NDEBUG //加上这一行就可以关闭assert断言
#include <assert.h>
int main()
{
    int* p = NULL;
    assert(p != NULL);
    return 0;
}

2.3 assert使用场景：

1. 检查函数的输入参数是否符合预期。
2. 验证在特定代码段中某些关键变量的状态或值。

assert 断言在开发和测试阶段特别有用。它能帮助您快速发现那些您认为“绝对不应该发生”的情况，让您更快地找到并修复代码中的错误。

但要记住，在最终发布给用户的程序中，assert通常会关闭断言，因为它会带来一些额外的性能开销。不过在开发过程中，它可是您的好帮手，能大大提高代码的质量和可靠性。

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结语：
本篇文章到这里就结束了，如果觉得还不错的话，就麻烦各位给小编一个三连吧！！！