正文

一、const 修饰指针

1.  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。

#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：

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？

2. const 修饰指针变量

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

 我们看下⾯代码，来分析具体分析⼀下:

#include <stdio.h>
//代码1 - 测试⽆const修饰的情况
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
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
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
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

 

• 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。

• 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）

1. 野指针成因

（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;
}

2.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。

#ifdef __cplusplus
    #define NULL 0
#else
    #define NULL ((void *)0)
#endif

 初始化如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int num = 10;
    int*p1 = &num;
    int*p2 = NULL;
    return 0;
}

（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。

（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起来，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。

int main()
{
    int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int *p = &arr[0];
    int i = 0;
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        *(p++) = i;
    }
    //此时p已经越界了，可以把p置为NULL
    p = NULL;
    //下次使⽤的时候，判断p不为NULL的时候再使⽤
    //...
    p = &arr[0];//重新让p获得地址
    if(p != NULL) //判断
    {
    //...
    }
    return 0;
}

 （4）避免返回局部变量的地址

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>

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 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 版本不影响⽤⼾使⽤时程序的效率。

四、指针的使⽤和传址调⽤ 

1.strlen的模拟实现

size_t strlen ( const char * str );

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;
}

#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;
}

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。

#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;
}

我们可以看到实现成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。

 五、总结

在C语言中，const关键字可以用来修饰变量或指针。当const修饰指针时，它表示指针指向的内存空间是常量，即不能通过该指针修改所指向的值。

野指针是指没有正确初始化或已经释放的指针，野指针的使用是不安全的。野指针的成因有三种：指针未初始化、指针越界访问和指针指向的空间已被释放。为了规避野指针，我们可以进行以下操作：初始化指针、小心指针越界、及时置空指针、在使用指针之前检查其有效性、避免返回局部变量的地址。

assert断言是一种在程序中检查和验证条件的方法。当assert的条件为假时，程序会中断执行并输出错误信息。

指针的使用和传址调用是C语言中常用的技巧。例如，可以通过模拟实现strlen函数来了解指针的使用。传值调用是将参数的值传递给函数进行操作，而传址调用是将参数的地址传递给函数进行操作。

总结以上内容，我们可以明确const修饰指针的作用、野指针的成因和规避方法、assert断言的作用、指针的使用和传址调用的概念。这些知识点在C语言编程中非常重要，需要注意和掌握。