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C语言基础：野指针、空指针、空悬指针

article 2025/1/11 4:11:20

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：

变量未初始化，通过指针访问该变量

 int a;
 int *p = &a;//p是野指针
 printf("%d\n",*p);//访问野指针，数据不安全

指针变量未初始化

 int *p; // p 是野指针
 printf("%d\n",*p);
 
 int a = get();
 p = &a;

指针指向的内存空间被（free）回收了

 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

指针函数中直接返回了局部变量的地址

 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？

指针遍历使用之前要检查它的有效性（非空检验）

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

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：

 // 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;

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。

 // 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

定义：

void:

 //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
```
 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