C语言基础:野指针、空指针、空悬指针

野指针、空指针、空悬指针

野指针

定义:只想一块未知区域(以及销毁或者访问受限的内存区域外的已存在或不存在的内存区域)的指针,被称作野指针。野指针是危险的。

危害:

① 引用野指针,相当于访问了非法的内存,常常会导致段错误(segmentation fault),也有可能编译运行不报错。

② 引用野指针,可能会破坏系统的关键数据,导致系统崩溃等严重后果

野指针产生的场景:

  1. 变量未初始化,通过指针访问该变量

    复制代码
     int a;
     int *p = &a;//p是野指针
     printf("%d\n",*p);//访问野指针,数据不安全
  2. 指针变量未初始化

    复制代码
     int *p; // p 是野指针
     printf("%d\n",*p);
     ​
     int a = get();
     p = &a;
  3. 指针指向的内存空间被(free)回收了

    复制代码
     int *p = malloc(4);
     *p = 12;//此时的p不是野指针
     free(p);
     printf("%d\n",*p); // 此时的p就是野指针
  4. 指针函数中直接返回了局部变量的地址

    复制代码
     int *get_num()
     {
         int a = 15;
         int *p = &a;//此时p对应的数据是一个局部作用域的数据
         return p;
     }
     main()
     {
         int *p = get_num();//此时p是野指针
     }

如何避免野指针?

  1. 指针变量要及时初始化,如果暂时没有对应的值,建议赋初值NULL。

  2. 数组操作(遍历和指针运算)时,注意数组的长度,避免越界

  3. 指针指向的内存空间被回收,建议给这个指针遍历赋值为NULL

    复制代码
     int *p = (int *)malloc(10);
     free(p);
     p = NULL;
  4. 指针遍历使用之前要检查它的有效性(非空检验)

    复制代码
     int *p = NULL;
     // if(p == NULL)
     if(!p)
     {
         return -1;
     }

空指针

很多情况下,我们不可避免的会遇到野指针,比如刚定义的指针无法立即为其分配一块恰当的内存,又或者指针指向的内存已经被释放了等等。一般的做法是将这些危险的野指针指向一块确定的内存,比如零地址内存(NULL)。

定义:空指针即保存了零地址的指针(赋值为NULL的指针),也就是指向零地址的指针。(NULL是空常量,它的值是0,这个NULL一般存放在内存0x0000 0000的位置,这个地址只能存NULL,不能被其他程序修改)

示例:

复制代码
 // 1.刚定义的指针,让其指向零地址以确保安全
 char *p1 = NULL;
 int *p2 = NULL;
 ​
 // 2.被释放了内存的指针,让其指向零地址以确保安全
 char *p3 = malloc(100);
 free(p3);
 p3 = NULL;

空悬指针

在C语言中,悬空指针指的是指向已删除(或释放)的内存位置的指针。如果一个指针指向的内存已经被释放,但指针本身并未重新指向其他有效的内存地址,那么这个指针就变成了悬空指针。悬空指针会引发不可预知的错误,并且如果一旦发生,就很难定位,因此在编程中尽量避免使用悬空指针。

复制代码
 // 2.被释放了内存的指针,让其指向零地址以确保安全
 char *p3 = malloc(100);
 free(p3);
 printf("%p,%c\n",p3,*p3);//此时地址依然可以访问,但是地址对应的原本数据不可访问

void与void*的区别

定义:

  • void:是空类型,是数据类型的一种

  • void*:是指针类型,是指针类型的一种,可以匹配任意类型的指针,类似与通配符,又被叫做万能指针。

void:

  • 说明:void作为返回值类型说明,表示没有返回值;作为形参,表示形参列表为空,在调用的时候不能给实参

  • 举例:

复制代码
 //函数定义
 void fun(void){..}//等效于 void fun(){..}
 //函数调用
 fun();

void*:

  • 说明:

    • void*是一个指针类型,但该指针的数据类型不明确,无法通过解引用获取内存中的数据,因为void*不知道访问几个内存单元。

    • void*是一种数据类型可以作为函数返回值类型,也可以作为形参类型

    • void*类型的变量在使用之前必须强制类型转换,明确它能够访问几个字节的内存空间

    复制代码
     int *p = (int*)malloc(4);
  • 说明:

    • void*作为返回值类型,这个函数可以返回任意类型的指针

    • void*作为形参类型,这个函数在调用时,可以给任意类型的指针

  • 总结:

    • void*类似于通配符,不能对void*类型的变量解引用(因为不明确数据类型,所以无法确定内存单元的大小)

    • void*在间接访问(解引用)前要强制类型转换,但不能太随意,否则存和取的数据类型不一致

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