深入探究C语言中的常量指针与野指针概念及其应用

常量指针（Constant Pointers）

1. 指向常量的指针

2. 常量指针

以下是一个使用const声明常量的示例：

通过修改被const修饰的a的地址，修改a的值

const位置的不同

指针的应用

利用指针打印数组的几种方式

野指针（Wild Pointers）的产生

野指针（Wild Pointers）的危害

如何避免

学习指针的目的是使用指针解决问题，那什么问题，非指针不可呢?

模拟实现库函数strlen

应用场景

常量指针（Constant Pointers）

在C语言中，const关键字用于声明常量，而野指针则是一种危险的指针类型。下面将详细解释这两个概念及其应用。

常量指针是指指向常量的指针，它不能用来修改所指向的数据。这有助于保护数据不被意外修改，提高程序的安全性和可维护性。

1. 指向常量的指针

当你想阻止通过指针修改数据时，可以使用指向常量的指针。这种指针的类型是指向常量的指针类型，例如 int * const p;。这意味着你不能通过这个指针来修改它所指向的数据。

2. 常量指针

另一种形式是常量指针，即指针本身的值不能被修改，但可以通过该指针修改其指向的数据。这种指针的类型是指向非常量的常量指针类型，例如 const int *p;。这意味着你不能修改指针 p 所指向的数据的值。

以下是一个使用const声明常量的示例：

#include <stdio.h>int main() 
{const int a = 10;//a具有了常属性（不能被修改了）//a本质上还是变量//在C++中，const修饰的变量就是常量//a = 20; 错误，a修改不了//int arr[a]; 错误  a不算常量值printf("%d\n", a);return 0;
}

在这个示例中，我们声明了一个名为a的整型常量，并将其初始化为10。然后我们使用printf函数输出a的值。注意，我们不能修改a的值，否则编译器会报错。

通过修改被const修饰的a的地址，修改a的值

int main()
{const int a = 10;//a = 20;//errorint* p = &a;*p = 0;printf("a = %d\n", a);return 0;
//}

const位置的不同

//const 修饰指针变量的时候，放在*的右边
//const 限制的是指针变量本身，指针变量不能再指向其他变量了
//但是可以通过指针变量，修改指针变量指向的内容int main()
{int a = 10;int b = 20;int* const p = &a;//一但指向a就不能指向b了//p = &b;//error*p = 100;//修改*p却可以printf("a = %d\n", a);return 0;
}//const 修饰指针变量的时候，放在*的左边
//限制的是指针指向的内容，不能修改指针指向的内容
//但是可以修改指针变量本身的值（修改指针变量的指向）int main()
{int a = 10;int b = 20;int const* p = &a;//一但指向a就不能指向b了p = &b;//OK//*p = 100;//errorprintf("a = %d\n", a);return 0;
}//int const* const p = &a
//*两边都加上const 就都改不了了int main()
{int a = 10;int b = 20;int const* const p = &a;//一但指向a就不能指向b了//p = &b;//error//*p = 100;//errorprintf("a = %d\n", a);return 0;
}

指针的应用

利用指针打印数组的几种方式

//用指针打印数组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]);for (int i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", *p);p++;}return 0;
}//另一种方法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]);for (int i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", *(p+i));}return 0;
}//利用指针的关系运算打印数组int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int* p = arr;//等于 &arr[0];int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);while (p < arr + sz){printf("%d ", *p);p++;}return 0;
}//指针-指针的前提是，两个指针指向同一个空间int main()
{int arr[10] = { 0 };printf("%zd ", &arr[9] - &arr[0]);//9return 0;
}

野指针（Wild Pointers）的产生

野指针通常产生于**未初始化的指针、指针越界访问以及指向已释放内存的指针**。具体如下：

1. 未初始化的指针：定义指针变量时，如果没有进行初始化，那么该指针的值是随机的，可能指向任意的内存地址。这种情况下，如果尝试通过这个指针去读取或写入数据，可能会导致程序崩溃或其他不可预期的行为。

2. 指针越界访问：当指针超出了它所指向的数据结构（如数组）的边界时，就会发生越界访问。例如，一个指向大小为10的数组的指针，如果尝试访问数组的第12个元素，就会造成越界。

3. 指向已释放内存的指针：当一块内存被释放后，原有的指针如果继续指向这块内存，而没有置空或者重新赋值，这个指针就变成了所谓的“悬挂指针”或“野指针”。

为了避免野指针的产生和影响，应当总是在声明指针时对其进行初始化，并在释放指针指向的内存后立即将指针置为NULL，同时确保指针在其有效作用域内使用。

代码如下：

//未初始化指针，产生的野指针int main()
{int* p;//p是一个局部变量，不初始化的默认存的是随机值*p = 20;//报错 printf("%d \n", p);return 0;
}//数组越界，产生的野指针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]);for (int i = 0; i <= sz; i++){printf("%d ", *p);p++;}return 0;
}//指针指向的空间释放,产生的野指针int test()
{int a = 10;return &a;
}
int main()
{int* p = test();printf("%d \n", *p);return 0;
}

野指针（Wild Pointers）的危害

野指针的危害主要体现在以下几个方面：

1. 触发段错误：当野指针指向一个不可访问的内存地址时，尝试对其进行解引用操作可能会导致段错误，这是因为程序试图访问一个非法的内存区域。

2. 数据损坏：如果野指针指向了一个正在被其他部分的程序使用的内存空间，并且通过这个野指针修改了该内存空间的内容，那么可能会导致数据损坏，甚至程序崩溃。

3. 内存泄漏：在某些情况下，野指针可能导致内存泄漏。例如，如果一个野指针指向了一块已经分配但未被释放的内存，而这块内存又在其他地方被重复分配，就会造成内存泄漏。

4. 调试困难：野指针的存在可能会使得程序的调试变得非常困难，因为它们可能在程序的任何地方引发错误，而且这些错误可能不会立即显现，增加了查找和修复问题的难度。

如何避免

为了避免野指针带来的危害，可以采取以下措施：

1. 初始化指针：在声明指针变量时，应当对其进行初始化，避免其成为一个野指针。

2. 及时置空：当一个指针不再使用时，或者它所指向的内存空间已经被释放时，应该将其置为NULL，以防止其成为野指针。

3. 谨慎解引用：在使用指针前，应当确保它指向的是一个有效的内存地址，避免对无效地址进行解引用操作。

4. 使用智能指针：在一些支持智能指针的编程语言中，可以使用智能指针来自动管理内存，减少野指针的产生。

总的来说，野指针是C/C++编程中的一个常见问题，它们可能导致程序不稳定、数据损坏和内存泄漏等严重问题。因此，理解野指针的危害并采取适当的预防措施是非常重要的。

学习指针的目的是使用指针解决问题，那什么问题，非指针不可呢?

两个数的交换

void swap(int* pa, int* pb)
{int tmp = *pa;*pa = *pb;*pb = tmp;
}int main()
{int a = 10;int b = 20;printf("交换前：%d %d\n", a, b);swap(&a, &b);printf("交换前：%d %d\n", a, b);return 0;
}

模拟实现库函数strlen

模拟实现库函数strlenint my_stelen(char* str)
{int count = 0;while (*str!='\0'){count++;str++;}return count;
}int main()
{char arr[] = "abcdef";int len = my_stelen(arr);printf("%d ", len);return 0;}