（C语言）深入理解指针2之野指针与传值与传址与assert断言

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前面我们了解了指针的一些基础知识，下面我们进行进一步的指针学习

1. 野指针

6.1 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

6.2 如何规避野指针

6.2.1 指针初始化

6.2.2 ⼩⼼指针越界

6.2.3 指针变量不再使⽤时，及时置NULL，指针使⽤之前检查有效性

6.2.4 避免返回局部变量的地址

2. assert断⾔

8. 指针的使⽤和传址调⽤

8.1 strlen的模拟实现

8.2 传值调⽤和传址调⽤

1. 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）

6.1 野指针成因

1. 指针未初始化

2. 指针越界访问

访问内容操过了arr数组的范围，打印出了内存中的随机值。

3. 指针指向的空间释放

函数调用完之后，空间就被释放了，在这实验时虽然n被释放了，但是10仍然在那个空间里，还是会输出10，如果有函数再次利用那块空间，10将被改变，这时如果还访问*p很可能会报错。

2.2 如何规避野指针

2.2.1 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。

在用不到p2变量时先将p2初始化位NULL，等将来有用的时候再更改。

2.2.2 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。

2.2.3 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前来，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起来的野狗，如果是不能直接使⽤，如果不是我们再去使⽤。

2.2.4 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。

3. 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”。

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 。

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。

4. 指针的使⽤和传址调⽤

4.1 strlen的模拟实现

库函数strlen的功能是求字符串⻓度，统计的是字符串中 \0 之前的字符的个数。

函数原型如下：

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，最终返回⻓度。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。

函数参数之所以加const是因为：该函数是用来计算字符串的大小的不需要也不允许改变str中的值，在char* str前加上const是防止误改str中的值，只要函数中有改的动作就会报错，增加了安全性。

4.2 传值调⽤和传址调⽤

有什么问题是非使用指针不可呢？

例如：写⼀个函数，交换两个整型变量的值

我们发现其实没产⽣交换的效果，这是为什么呢？

因为：当执行到swap函数时，在函数内部的a/b并不是主函数中的a/b，而是进入函数后重新创建的变量，和原来的a/b只是在数值上相同，交换的也只是swap函数中的a与b的值，原来main函数中的a与b的值并没有变化，退出swap函数后，在swap函数中创建的a与b也被销毁了，生命周期就结束了，这种叫作传值调用，但是我们的目的并没有达成。

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。

形参是实参的一份临时拷贝！！！

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。