C语言指针类型与野指针引起的原因_C/C++

C语言指针类型与野指针引起的原因

2023-03-01 15:46悲伤的猪大肠9 C/C++

我们C语言独一无二的特色——指针。说起指针，可能很多人都是还没学就已经听说过其鼎鼎大名，因为有很多传言和玩笑什么的说指针很难，其实大家大可不必有畏难情绪，指针这个东西虽然确实有一定难度，但是这是基于其优秀

一、指针是什么

指针也就是内存地址，在计算机上我们访问数据需要通过内存地址来访问，在C语言中，指针变量是用来存放内存地址的变量，在不同系统下，指针（内存）地址的长度不同，32位CPU下，由于有32根地址线，所以指针（内存）地址是由32个bit位组成的，也就是4Byte，在64位CPU下，有64根地址线，所以地址由64个bit位组成，也就是8Byte，指针指向的地址都是一个内存单元，一个内存单元里面有1byte的数据。

创建第一个指针变量：

#include <stdio.h>
int a = 8;			//先创建一个变量，此变量在内存中有自己的地址。
int *pa = &a; 		//&符号取出a的地址，交给pa指针，*符号表示pa是指针类型
*pa = 10;			//我们可以通过*pa修改a的值（没有*的话pa是a的地址，*是解引用的意思，加上之后pa代表的就不是a的地址而是a）
printf("%d",*pa);	//10

C语言指针类型与野指针引起的原因

二、指针和指针类型

指针是用来存放地址的，那么为什么还分为char* int* short* long*…….?

一般情况下，char**类型的指针是为了存放char类型变量的地址，int类型的指针是为了存放int类型的地址，short类型的指针是为了存放short类型的地址…….但实际上，指针的类型有一下两大作用：

指针类型决定了指针进行整数的时候的步长（字节）
指针类型决定了对指针进行解引用的时候能访问几个字节

1.指针整数

代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  char* char_pa = (char*)&a;
  short* short_pa = (short*)&a;
  int* int_pa = (int*)&a;
  printf("%p\n",&a);			//00000071DCEFFC24	%p输出a的的地址
  printf("%p\n",char_pa);		//00000071DCEFFC24	
  printf("%p\n",char_pa+1);	//00000071DCEFFC25	加了一个字节
  printf("%p\n",short_pa);	//00000071DCEFFC24
  printf("%p\n",short_pa+1);	//00000071DCEFFC26	加了两个字节
  printf("%p\n",int_pa);		//00000071DCEFFC24
  printf("%p\n",int_pa+1);	//00000071DCEFFC28	加了四个字节
}

C语言指针类型与野指针引起的原因

可以看到在地址+1之前他们的地址都是与*a一样，进行+1之后，char加了一个字节，short加了两个字节，int加了三个字节，也就是说，指针类型能决定指针的时候可以多少个字节，的字节由类型的长度决定。

2.指针解引用

代码示例

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 0x11223344;
  char *char_pa = (char*)&a;
  short *short_pa = (short*)&a;
  int *int_pa = &a;
  printf("%d\n",*char_pa);
  printf("%d\n",*short_pa);
  printf("%d\n",*int_pa);
}

输出结果

C语言指针类型与野指针引起的原因

明明我们赋值的都是&a，那为什么会造成三个类型解引用都不一样呢？,我们可以用下面代码测试一下，看看内存发生了什么。

int main()
{
	int a = 0x11223344;
  char *char_pa = (char*)&a;
  *char_pa = 0;
}

这是在a没有改动之前

C语言指针类型与野指针引起的原因

执行*char_pa = 0;

C语言指针类型与野指针引起的原因

a的一个字节被置为了0

int main()
{
  int a = 0x11223344;
	short *short_pa = (short*)&a;
  *short_pa = 0;
}

执行*short_pa = 0;

C语言指针类型与野指针引起的原因

a的两个字节被置为了0

 int main()
{
  int *int_pa = &a;
  *int_pa = 0;
  return 0; 
}

执行*int_pa = 0;

C语言指针类型与野指针引起的原因

a的四个字节被置为了0

由此，我们可以得出结论，指针类型的第二大作用就是，指针类型决定了对指针解引用时，能访问或修改几个字节，这由数据类型的大小决定

三.野指针

野指针会指向一段实际的内存，但是野指针是指指针指向的位置是不可知的（随机的，不正确的，没有初始化的，没有明确限制的），它指向哪里我们不知道，或者说它指向的空间已经被我们释放，那么他就是一个野指针，在程序中，我们必须要避免野指针的出现。

下面是容易出现野指针的场景

1.引起野指针的原因

（1）指针未初始化。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int *p;			//指针没有指向明确的地址，那么将是随即地址，也就是野指针
  *p = 1;
}

（2）指针越界访问

#inlcude <stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = {0}；
  int *p = arr;
  for(int i=0;i<13;i++)
  {
		*(p++) = 8;			//当指针超出arr数组的范围时，p就是野指针
  }
}

（3）指针指向的空间被释放

int main()
{
	int *p = malloc(10 * sizeof(int));
	free(p);
	*p = 10;				//指针p指向的内存空间已经被释放，此时的p就是野指针
	return 0;
}

2.如果避免野指针

（1）指针初始化

（2）小心指针越界

（3）指针指向空间释放即使置NULL

（4）避免返回局部变量的地址

（5）指针使用之前检查有效性

int main()
{
  int *p = NULL;		//使用之前初始化为NULL
  if(p!=NULL)
  {
		*p = 10;		//使用之前检查有效性		
  }
  int *pa = malloc(10 * sizeof(int));
  //此处省略n行代码
	free(p);
  pa ==NULL;			//指针用完之后，及时置空。
}

到此这篇关于C语言指针类型与野指针引起的原因的文章就介绍到这了,更多相关C语言指针类型与野指针内容请搜索服务器之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持服务器之家！

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_65596720/article/details/128975693