程序诗篇里的灵动笔触：指针绘就数据的梦幻蓝图＜2＞

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大家好啊，我是小象٩(๑òωó๑)۶
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很高兴见到大家，希望能够和大家一起交流学习，共同进步。
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今天我们来学习const修饰指针，包括const修饰变量，const修饰指针变量；指针运算，包括指针±整数，指针-指针，指针的关系运算；野指针的介绍，三个成因，四个规避方法…

目录

  • 一、const修饰指针
  • 1.1 const修饰变量
    • 1.2 const修饰指针变量
  • 二、指针运算
    • 2.1 指针+- 整数
    • 2.2 指针-指针
    • 2.3 指针的关系运算
  • 三、野指针
    • 3.1 野指针成因
      • 3.1.1 指针未初始化
      • 3.1.2 指针越界访问
      • 3.1.3 指针指向的空间释放
    • 3.2 如何规避野指针
      • 3.2.1 指针初始化
      • 3.2.2 小心指针越界
      • 3.2.3 指针变量不再使用时，及时置NULL，指针使用之前检查有效性
      • 3.2.4 避免返回局部变量的地址
  • 四、结尾

一、const修饰指针

在 C 语言中，const是一个关键字，用于限定变量或对象为只读，即不允许通过程序修改它们的值。

1.1 const修饰变量

当const用于修饰变量时，表明该变量的值在初始化后不能被修改。例如：const int num = 10;，这里num被定义为一个常量整数，其值为 10，后续的代码中如果尝试对num进行赋值操作，如num = 20;，编译器会报错。

#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。

但是如果我们绕过n，使用n的地址，去修改n就能做到了，虽然这样做是在打破语法规则。
像这样：

#inlcude<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;
}

我们可以看到这里确实修改了，但是我们之所以要用const去修饰n，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？

1.2 const修饰指针变量

⼀般来讲const修饰指针变量，可以放在的左边，也可以放在的右边，意义是不一样的。

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consttest4();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、指针运算

指针的基本运算有三种，分别是：
• 指针± 整数
• 指针-指针
• 指针的关系运算

2.1 指针± 整数

因为数组在内存中是连续存放的，只要知道第一个元素的地址，顺藤摸瓜就能找到后面的所有元素。
创建一个数组

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

如果我们要从前面往后面寻找的话，我们可以这样：

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

如果我们要输入的话，也可以这样：

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

当然，我们也可以选择从后面往前面寻找：

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

这里的 * ( p - i ）也可以拆解一下:

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

2.2 指针-指针

注意：
指针-指针的生活，两个指针一定是指向同一块区域的
指针-指针得的值是两个指针之间的元素个数的绝对值

#include<stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 0 };int n = &arr[0] - &arr[9];printf("%d\n", n);return 0;
}

像这样就不行：

int main()
{int arr[10] = { 0 };char ch[5] = {0};printf("%d\n", & arr[9] - &ch[0]);//errreturn 0;
}

再举个例子：

#include <string.h>
//strlen 是求字符串长度，统计的是字符串中\0之前的字符个数
int main()
{char arr[] = "abcdef";//a b c d e f \0//数组名其实是数组首元素的地址//arr == &arr[0]size_t len = strlen(arr);//6printf("%zd\n", len);return 0;
}

当然，我们也可以写一个具有strlen功能的函数：
第一种方法：

size_t my_strlen(char* str)
{size_t count = 0;while (*str != '\0'){count++;str++;}return count;
}int main()
{char arr[] = "abcdefghi";//a b c d e f \0//数组名其实是数组首元素的地址//arr == &arr[0]-- char*size_t len = my_strlen(arr);//6printf("%zd\n", len);return 0;
}

第二种方法，我们可以运用指针-指针：

size_t my_strlen(char* str)
{char* start = str;while (*str != '\0')str++;return str - start;//指针-指针
}
int main()
{char arr[] = "abcdefghi";//a b c d e f \0//数组名其实是数组首元素的地址//arr == &arr[0]-- char*size_t len = my_strlen(arr);//6printf("%zd\n", len);return 0;
}

2.3 指针的关系运算

//指针的关系运算
#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = &arr[0];int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);while (p < arr + sz) //指针的⼤⼩⽐较{printf("%d ", *p);p++;}return 0;
}

三、野指针

野指针是指指向一个不确定、非法或已经释放的内存地址的指针。它不像正常指针那样指向一个有效的、可访问的内存位置，而是指向了一个未知或不应该访问的区域，这可能导致程序出现不可预测的行为和错误。
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）

3.1 野指针成因

3.1.1 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;
}

3.1.2 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;
}

3.1.3 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;
}

3.2 如何规避野指针

3.2.1 指针初始化

初始化指针：在定义指针时，始终给它赋一个合法的初始值，如NULL或指向一个有效的内存地址。
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;
}

3.2.2 小心指针越界

边界检查：在使用指针访问数组或其他有边界的内存区域时，要确保指针的访问在合法的范围内，避免越界操作。
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。

3.2.3 指针变量不再使用时，及时置NULL，指针使用之前检查有效性

释放后置空：当释放动态分配的内存后，立即将指针设置为NULL，这样可以防止误操作。

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NULLp = 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;
}

3.2.4 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。

四、结尾

这一课的内容就到这里了，下节课继续学习指针的其他一些知识
如果内容有什么问题的话欢迎指正，有什么问题也可以问我！
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