C语言入门，深入理解指针（2）-拓冰网站定制

前言

本文主要讲解C语言中指针相关的进阶知识，包括const修饰指针变量、野指针的成因与规避、assert断言的用法，以及传值调用与传址调用的区别。通过本文的学习，你将能更安全、规范地使用指针。

1.const修饰指针变量

1.const修饰变量

首先我先去创建一个变量a并修改它，最后输出a：

现在我不想让这个a被修改，那么就要使用一种方式去限制它的修改，这时候，我学习到了const可以去发挥这种作用，先介绍const的基本概念：const表示常属性的意思，就是不能被改变的意思，限制变量的修改，知道它的作用之后，我就要去使用它了，改进代码如下：

此时系统爆出了警告，表示我已经限制了a的修改：

在这里，a本质上还是变量，只是在语法层面上限制了a的修改，这里a被称为常变量，是最合适的。

拓展：在之后要学的C++里，const修饰的就不是变量，直接就是常量了。

但是现在又换了另一种思路，说我不直接修改你的a，我通过指针变量得到a的地址，再通过地址去找到那块空间，去修改那块空间的存放的数据，这个方法好像有点道理，我尝试去改进代码：

运行一下，发现修改成功了：

这就有点像这么一个例子，如下图：

我有一间房子，我每次回家都要从门进去，每次出门都要锁门，但是有一天我忘带钥匙了，此时门打不开，那我为了进入家里，我被迫翻越窗户进到家中，才达到我回家的目的，这个场景是不是有点像上面的情况了。

但是我最初的目的是想要a不被修改，而上面是拿到地址才能去修改a的，如何让p拿到a的地址也不能成功去修改a呢？这就引出了我接下来要讲的知识，继续往下看

2.const修饰指针变量

我的解决办法就是用const修饰指针变量，限制指针变量p指向的对象a被修改，但是在实现这个代码之前，还是得先来讲一下这个const修饰指针变量的基本用法及意义吧。

const修饰指针变量，一般可以放在星号的左边，也可以放在星号的右边，如下：
那么const的位置不同，表达的含义又有什么不同呢？
首先说明一下pa和pa的区别，如下图：

**const在星号的左边限制的是p，也就是p指向的对象不能被修改，但是指针变量p的指向可以被修改**

const在星号的右边限制的是p，也就是指针变量p的指向不能被修改，但是p指向的对象可以被修改

这时候我又要举个例子帮助大家理解记忆了，吃凉皮的例子：

首先创建2个变量，名为男孩a和男孩b，分别有10块和100块，再创建一个指针变量p，名为女孩p,取地址a赋给p,说明男孩a和女孩p是男女朋友，当有一天女孩想吃凉皮了，她想要男孩请他吃凉皮，但是男孩不想要花钱，所以在星号的左边加上const，限制他兜里的10块被修改，此时女孩说你不请我吃凉皮，但是我有权利换男朋友啊，男孩a明显慌了，他告诉女孩：“我可以请你吃凉皮，但是你不能换男朋友，此时在星号的右边加上了const，限制女孩不能换男朋友，他兜里的10块可以被修改，这个故事很好的说明了const在星号的不同位置上所起到的作用，提醒一嘴，如果既不愿意给你花钱也不愿意让你换男朋友，你大抵是遇上渣男了。

2.野指针

学习完const,接下来，我们要去讲一类指针，叫做野指针。先来了解一下它的概念吧！
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）
说白了，就是指针指向的空间不属于当前的程序。

1.野指针成因

1.指针未初始化

原因：指针变量pa未初始化时，pa属于局部变量，局部变量不初始化，它里边存放的是1个随机值，指针变量pa没有明确指向的是内存的哪一块空间。

2.指针的越界访问

原因：p存放首元素的地址，我们故意让它循环11次，p++，在前10次循环时，p都是一个合法的指针，但当加到10时，p+10所指向的空间已经不属于当前程序向内存申请的空间了，此时指针变成了野指针。

3.指针指向的空间释放

原因：虽然说test函数返回让p接受到了n的地址，但是函数的调用结束了，局部变量n已经被销毁了。n已经把那块空间还回去了，然后你想要通过接受到的n的地址去找到n，p所指向的那块内存空间已经不属于当前程序了，即使你找到了那块地址，也只能获得1个随机值。

2.如何规避野指针

1.指针初始化

情况一：明确知道，指针变量要初始化为什么值。

inta=10;int*pa=&a;

情况二：不知道指针变量应该给什么值，可以给指针赋值为NULL

int*p=NULL;

关于NULL的解释：NULL表示空指针的意思，空指针就是没有指向任何有效的空间，暂时不要使用它。
NULL 作为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。

举个形象的例子，大家就明白了，将野指针看作是一条野狗，野狗没拴绳很危险，此时NULL相当于一条狗绳，将野狗暂时拴起来，也就是指针变量防止变成野指针。

2.小心指针越界

当前程序向内存申请了哪些空间，只能允许指针访问哪些空间，不能超出范围访问，不属于你的空间不访问，只访问自己的空间。

3.指针变量不再使用时，及时置为NULL，指针使用之前检查有效性

如下图：

4.避免返回局部变量的地址（返回栈空间的地址）

不返回局部变量的地址就可以了

与返回局部变量的区别：
函数返回局部变量时，将局部变量的数据暂时存放在寄存器内，函数调用结束，局部变量被销毁，主函数内的变量通过关联寄存器，得到局部变量的数据。

3.assert断言

我们前面不是通过if条件去判断指针变量是否为空指针吗？而在这里，其实还有1种更好的方法去判断，就是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()宏，在括号里可以接受一个你想判断的表达式作为参数，若表达式为真（即返回值为非0），assert不会产生任何作用，程序继续运行；若表达式为假（即返回值为0），assert发生报错，控制台会显示一条错误的信息，包含没有通过的表达式，以及包含这个表达式的文件名和行号，如下图所示：

当然使用assert()也要包含对应的头文件：#include <assert.h>

如果使用assert()后，确认程序没有问题，我们可以把它给关掉，如果不关掉，程序始终会默认执行assert()这条语句，增加程序运行的时间，我们在头文件前面定义一个宏NDEBUG,就可以关掉断言，
如果下次还想使用，直接将#define NDEBUG注释或移除

还有一点要注意的就是在VS这样的集成开发环境下，我们可以在Debug中使用，在Release版本直接就是把assert()优化掉了，就是不起作用了。

4.指针的使用和传址调用

1.strlen的模拟实现

在上节课我们已经对strlen函数通过一个函数实现了功能的模拟，今天我们在重新地去梳理一下：

当我们学过const和assert断言后，我们可以把代码去变得更加安全一些：

2.传值调用和传址调用

学习指针的目的是为了用指针解决问题，那么有什么问题，非指针不可呢？

例如：写一个函数，交换2个整型变量的值
你的第一反应可能会想创建一个临时变量，去帮助这2个整型变量的交换，我们根据这个思路，写出下面的代码：

运行结果：

我们发现a和b的值未发生交换，这是为什么呢？我们不妨调试一下：

调试过程中，我们可以看到当函数将实参a、b传递给形参时，形参x、y单独向内存申请了空间，这也导致了它们内存空间不一样，在交换过程中，形参的改变对实参没有影响，交换x、y不影响a、b的值，自然就达不到我们想要的结果了。这种方式叫做**“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Swap1是失败的了。

那么怎么样将实参和形参的改变联系起来呢？
我们想让函数内部操作的参数就是主函数中的参数，那这时候我们就要用到指针了，通过main函数对swap函数的调用，将a、b的地址传递给swap函数，swap函数在间接使用该地址，从而实现对a、b的交换。
改进代码如下：

这种方式叫做**“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

本文围绕C语言指针的进阶使用展开：首先介绍了const修饰指针变量的两种形式及其区别；接着分析了野指针的成因，并给出了初始化、防越界、置NULL等规避方法；然后介绍了assert断言这一更安全的指针检查方式；最后通过交换变量的例子，清晰区分了传值调用与传址调用的适用场景。掌握这些内容，能帮助你在实际编程中写出更健壮、更安全的指针代码。

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