野指针和空指针

大家都知道指针的学习对于c语言学习来说可谓是至关重要的,下面我们来说一下在指针中两种比较特殊的关于指针的概念,野指针和空指针。

首先说一下空指针。void* 这不叫空指针,这叫无确切类型指针.这个指针指向一块内存,却没有告诉程序该用何种方式来解释这片内存.所以这种类型的指针不能直接进行取内容的操作.必须先转成别的类型的指针才可以把内容解释出来。还有'\0',这也不是空指针所指的内容. '\0'是表示一个字符串的结尾而已,并不是NULL的意思。真正的空指针是说,这个指针没有指向一块有意义的内存,比如说:
        char* k;

这里这个k就叫空指针.我们并未让它指向任意地点。又或者
        char* k = NULL;

这里这个k也叫空指针,因为它指向NULL 也就是0,注意是整数0,不是'\0'。一个空指针我们也无法对它进行取内容操作,这是初学者很容易犯得一个错误,空指针只有在真正指向了一块有意义的内存后,我们才能对它取内容。也就是说要这样
        k = "hello world!";

这时k指向一个字符串常亮就不是空指针了。

再来说一下野指针。"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。例如
                char *p = NULL;
                char *str = (char *) malloc(100);
        (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。

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。

如果程序比较长,我们有时记不住p所指的内存是否已经被释放,在继续使用p之前,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。

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
        }
        p成为野指针

(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,示例程序如下:

class A
        { 
                public:
                void Func(void){ cout << "Func of class A" << endl; }
        };
        void Test(void)
        {
        A *p;
        {
                A a;
                p = &a; // 注意 a 的生命期
        }
        p->Func(); // p是"野指针"
        }

函数Test在执行语句p->Func()时,对象a已经消失,而p是指向a的,所以p就成了"野指针"。

在写代码的过程中,一定要预防,否则去找问题很麻烦

### 三级标题:空指针的概念与特性 空指针是一个特殊的指针值,通常用来表示一个指针当前不指向任何有效的对象或函数。在C++中,可以使用常量`NULL`(定义于头文件`<cstddef>`)或者更现代的方式是使用字面量`nullptr`来初始化空指针空指针的主要用途是用来表示“无指向”的状态,这在很多情况下非常有用,比如作为函数参数传递给需要处理可选参数的函数,或者用于链表、树等数据结构中的结束标记。 ```cpp int* p = nullptr; // C++11及以后版本推荐使用nullptr ``` 空指针的安全性在于,当尝试访问空指针所指向的对象时,大多数系统会立即抛出异常或导致程序崩溃,这样可以更容易地发现错误[^2]。 ### 三级标题:指针的概念与风险 指针是指那些没有被正确初始化就使用的指针,或者是曾经有效但现在不再指向有效内存区域的指针。这类指针存在的主要问题是它们看起来像是合法的,但实际上它们指向的位置可能是不可预测的,甚至是受保护的内存区域。访问这样的指针可能导致程序崩溃、数据损坏或其他未定义行为。 例如,下面这段代码展示了如何创建了一个指针,并试图访问它指向的数据: ```cpp int* p; std::cout << *p << std::endl; // 错误:p 是一个未初始化的指针 ``` 此外,如果一个指针指向的对象已经被销毁,但该指针没有被设置为`nullptr`,那么这个指针就成了指针。释放了指针所指向的对象后,应立即将指针设为`nullptr`以避免这种情况的发生[^4]。 ### 三级标题:空指针指针区别 空指针指针之间的区别在于前者明确表示不指向任何东西,而后者则可能看似有效但实际上指向无效内存位置。空指针可以通过简单的条件检查轻松识别出来,而指针却很难检测到,因为它们可能包含看似合理的地址。因此,在编写代码时,应当总是确保所有未初始化的指针都被赋予`nullptr`,并且一旦释放了指针所管理的资源,就应当立即将其设为`nullptr`。 为了防止出现指针的问题,开发人员应该遵循一些最佳实践: - 始终初始化新声明的指针。 - 在释放了指针所指向的对象之后,将指针设置为`nullptr`。 - 避免返回局部变量的地址。 - 使用智能指针(如`std::unique_ptr``std::shared_ptr`),这些类提供了自动内存管理生命周期控制的功能,从而减少了手动管理内存的需求。
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