C语言基础之指针

指针

什么是指针

假设有语句 int a = 10; 那么编译器就在内存中开辟1个整型单元存放变量a,我们假设这个整型单元在内存中的地址是 0x1000;那么内存0x1000单元中存放了数据10,每次我们访问a的时候,实际上都是访问的0x1000单元中的10。 

现在定义:int *p;p = &a;当编译器遇到语句int *p时,它也会在内存中给指针变量p分配一个内存单元,假设这个单元在内存的编址为0x1003;此时,0x1003中的值是不确定的(因为我们没有给指针赋值),当编译器遇到了p = &a时,就会在0x1003单元中保存0x1000,请看,这就是说:(指针变量p代表的)内存单元0x1003存放了变量a的内存地址!用通俗的话说就是p指向了变量a。

指针的动态内存分配

Type * name = new Type ; //单一变量的指针动态内存分配,指针存储的值是单一变量分配到的内存地址;

Type * name = new Type [num]; //一维数组的指针动态内存分配,数组长度为num,指针存储的值是数组起始位置的内存地址,即name[0];

//new与delete是成对出现的!!!忘记delete会造成程序长时间运行后的内存泄漏,从而出错!!! 

delete name;   

delete [] name;

空指针

空指针是一个特殊的指针值,也是唯一一个对任何指针类型都合法的指针值。指针变量具有空指针值,表示它当时处于闲置状态,没有指向有意义的东西。空指针用0表示,C语言保证这个值不会是任何对象的地址。给指针值赋零则使它不再指向任何有意义的东西。为了提高程序的可读性,标准库定义了一个与0等价的符号常量NULL。程序里可以写 p = 0;  或者 p = NULL;  两种写法都把p置为空指针值相对而言,前一种写法更容易使读程序的人意识到这里是一个指针赋值。

就前例而言,p = NULL,就是说:内存单元0x1003不存放任何变量的内存地址。 如果delete一个new了的数组,有必要的话,比如非标准的类( new CMyClass),在Type *p = new Type[N]; delete [] p; 的最后最好再加一句:   p = NULL

通用指针

我们印象中C语言的指针都有类型,实际上也存在一种例外。这里涉及到通用指针,它可以指向任何类型的变量。通用指针的类型用void *表示,因此也称为void指针。

int n = 3, *p;
void *gp;
gp = &n;
p = (int *)gp1;

野指针(无效指针)

野指针,也就是指向不可用内存区域的指针。通常对这种指针进行操作的话,将会使程序发生不可预知的错误
“野指针”不是NULL指针,是指向“垃圾”内存的指针。人们一般不会错用NULL指针,因为用if语句很容易判断。但是“野指针”是很危险的,if语句对它不起作用。野指针的成因主要有两种:

  1. 指针变量没有被初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL指针,它的缺省值是随机的,它会乱指一气。所以,指针变量在创建的同时应当被初始化,要么将指针设置为NULL,要么让它指向合法的内存。
  2. 指针p被free或者delete之后,没有置为NULL,让人误以为p是个合法的指针。别看free和delete的名字恶狠狠的(尤其是delete),它们只是把指针所指的内存给释放掉,但并没有把指针本身干掉。通常会用语句if (p != NULL)进行防错处理。很遗憾,此时if语句起不到防错作用,因为即便p不是NULL指针,它也不指向合法的内存块。例:
char *p = (char *) malloc(100);
strcpy(p, “hello”);
free(p); // p 所指的内存被释放,但是p所指的地址仍然不变
if(p != NULL) // 没有起到防错作用
strcpy(p, “world”); // 出错

另外一个要注意的问题:不要返回指向栈内存的指针或引用,因为栈内存在函数结束时会被释放

总结一下野指针的的成因:

1、指针变量没有被初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL指针,它的默认值是随机的,它会乱指一气。

2、指针p被free或者delete之后,没有置为NULL,让人误以为p是个合法的指针。

3、指针操作超越了变量的作用范围。这种情况让人防不胜防。

关于空指针和野指针的处理

指针是个很强大的工具,可是正因为它太强大,所以要操作它不是件易事。操作不当造成的野指针,甚至会引起系统死机等比较严重的后果。如果程序定义了一个指针,就必须要立即让它指向一个我们设定的空间或者把它设为NULL,如果没有这么做,那么这个指针里的内容是不可预知的,即不知道它指向内存中的哪个空间(即野指针),它有可能指向的是一个空白的内存区域,可能指向的是已经受保护的区域,甚至可能指向系统的关键内存,如果是那样就糟了,也许我们后面不小心对指针进行操作就有可能让系统出现紊乱,死机了。所以我们必须设定一个空间让指针指向它,或者把指针设为NULL,这是怎么样的一个原理呢?

如果是建立一个与指针相同类型的空间,实际上是在内存中的空白区域中开辟了这么一个受保护的内存空间,然后用指针来指向它,那么指针里的地址就是这个受保护空间的地址了,而不是不可预知的啦,然后我们就可以通过指针对这个空间进行相应的操作了;

如果我们把指针设为NULL,我们在头文件定义中的 #define NULL 0 可以知道,其实NULL就是表示0,那么我们让指针=NULL,实际上就是让指针=0,如此,指针里的地址(机器数)就被初始化为0了,而内存中地址为0的内存空间是特定的,那么也就不是不可预知的在内存中乱指一气的野指针了。   

还应该注意的是,free和delete只是把指针所指的内存给释放掉,但并没有把指针本身干掉。指针p被free以后其地址仍然不变(非NULL),只是该地址对应的内存是垃圾,p成了“野指针”。如果此时不把p设置为NULL,会让人误以为p是个合法的指针。用free或delete释放了内存之后,就应立即将指针设置为NULL,防止产生“野指针”。内存被释放了,并不表示指针会消亡或者成了NULL指针。(而且,指针消亡了,也并不表示它所指的内存会被自动释放。)

关于指针、&、函参的更多知识细节

参考资料:

https://blog.csdn.net/yingmuliuchuan/article/details/80318337

Min是清明的茗
原文地址:https://www.cnblogs.com/MinPage/p/13781282.html