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兩道面試題所引發(fā)的C指針的思考
時間：2018-08-15 來源：未知
C語言是一門使用比較廣泛的高級編程語言，而指針則是C語言的精髓所在，可以說學(xué)習C語言不會靈活使用指針就談不上精通C語言。但是由于C語言指針的靈活性導(dǎo)致了我們在使用過程中出現(xiàn)莫名其妙的各種問題，甚至是段錯誤。
本文引用地址：//www.mairao.cn/emb/Column/7260.html
本文將以兩道典型的面試題為切入點，引發(fā)我們對于C語言指針的思考。并給予詳細的解釋，從原理角度來解析C指針。全文也是源碼分析加結(jié)果演示的形式說明問題所在。
問題一：
一下的代碼段是否正確，如果正確結(jié)果是什么?如果不正確如何改正?
void fun(char *p)
{
p=(char *)malloc(100);
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
char *str=NULL;
fun(str);
strcpy(str,"hello");
printf("%s\n",str);
return 0;
}
如果大家不仔細看的話，一定認為是正確的，因為沒有發(fā)現(xiàn)明顯的語法錯誤。不錯你的想法是對的，編譯的時候一定可以通過，但是當你運行可執(zhí)行程序的時候發(fā)現(xiàn)：“哎呀，段錯誤!”，也沒錯，確實也發(fā)生了段錯誤，也許這個段錯誤比較隱蔽不易發(fā)現(xiàn)并定位。下面我們使用gdb來定位到段錯誤的位置，并分析錯誤原因：
命令行輸入：gcc -g -rdynamic test.c (test.c即是我們將源碼頭文件加上編寫的C語言源文件)，然后生成了可以以用于gdb調(diào)試且可以定位段錯誤的可執(zhí)行程序，接下來輸入gdb ./a.out 進入gdb調(diào)試模式，輸入r運行程序，則立馬定位到strcpy(str,"hello"); 這行程序段，于是我們回到程序中分析代碼：發(fā)現(xiàn)是我們把一個指針常量NULL作為fun函數(shù)的參數(shù)傳遞給了p,造成了子函數(shù)中對一個指針常量進行賦值操作，于是就在程序運行中調(diào)用fun函數(shù)的時候造成了段錯誤。
以上就是這段代碼的錯誤分析，既然我們通過gdb定位到了段錯誤的位置，也分析出了段錯誤產(chǎn)生的原因，那么如何修改代碼才能實現(xiàn)相應(yīng)的功能還不至于造成段錯誤呢?考慮到要盡量保證代碼段的完整性，于是想到從傳遞的參數(shù)上尋突破口。既然不能傳遞指針常量，那么我們想到傳遞一個值能夠裝得下指針不就行了于是對代碼段做如下改變(修改部分已做好了紅色標記)：
void fun(char **p)
{
*p=(char *)malloc(100);
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
char *str=NULL;
fun(&str);
strcpy(str,"hello");
printf("%s\n",str);
return 0;
}
對比發(fā)現(xiàn)，這次我們傳遞了一個二級指針&str，實際上就是傳遞了裝載指針的容器，這樣以來我們就可以把在子函數(shù)中動態(tài)分配的內(nèi)存空間的首地址放到了這個“容器”中了(即是str被賦值上了新分配內(nèi)存的首地址)。在一次編譯執(zhí)行，無段錯誤，結(jié)果輸出“hello”字符串。也就完美地解決了這道錯誤非常隱蔽的面試題。同樣有的同學(xué)會想，把NULL掉咋樣?編譯運行發(fā)現(xiàn)還是出現(xiàn)段錯誤，還是同樣的問題：指針str屬于局部變量，系統(tǒng)會隨機分配一個地址給str,同樣是指針常量賦值。 而當我們解決了這道題，我們能夠感受到指針的靈活性和操作的隱蔽性，我們也就知道了常量是不能被賦值的(因為他被系統(tǒng)認為是只讀)，還知道了將一個二級指針作為參數(shù)傳遞可以保存一個地址的值，這也是編程的一個技巧。
接下來我們在看一看第二道題：
問題二：
以下代碼段的執(zhí)行結(jié)果?
int main(int argc, const char *argv[])
{
int i,n=0;
for(i=1;i
{
n=10*n+*argv[i]-'0';
}
printf("%d\n",n);
return 0;
}
./a.out 12 345 678
雖然代碼很簡練，但是如果不細心分析還是很難把這道題答案寫出來的，甚至是沒有任何思路。實際上這道題考察的是大家對于指針的掌握和ascii的一些知識:大家一定要理解*argv[i]意思，如果不注意可能會認為是取命令行參數(shù)的第二個字符串的值，其實不然，這樣理解的話大家對于指向一個字符串的字符指針的的不理解，指向一個字符串的字符指針實際上是指向一個字符串首字符的地址，命令行參數(shù)輸入的12 345 678看似數(shù)字，實際上是一個個字符串，*argv[i]的意思也就是取各自字符串的首字符也就是取1、3、6，說到這里這道面試題也就引刃而解了。那么*argv[i]-'0'是啥意思呢?很顯然嗎，就是將ascii表示的字符轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的數(shù)字也就是數(shù)字1、3、6。到這里我們在通過推理就得到了終的結(jié)果：136。
通過了這一番地分析是不是也挺簡單的，那必須的啊，通過這道面試題我們也就知道了：指向一個字符串的指針實際上就是把字符串的首地址賦給了指針變量，還有就是一個字符減去’0’就能得到字符所對應(yīng)的數(shù)字。
當然這只是兩道比較易錯的使用指針的面試題，很多面試題都是從大家對指針本質(zhì)的認識上著手來考察大家，只要掌握指針的本質(zhì)，了解常見段錯誤的產(chǎn)生的原因和處理方案，了解C語言內(nèi)存的分配情況就能煉就一雙”火眼金睛“，從本質(zhì)上真正精通C語言。以上也是本人通過實踐和深入的分析得出的一些經(jīng)驗，如若有更加簡單易懂的方案望給出寶貴意見，待以后修正完善。
