【C语言】指针详解（四）

目录

1.assert断言

2.指针的使用和传址调用

2.1strlen的模拟使用

2.2传值调用和传址调用

3.数组名的理解

4.一维数组传参的本质

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1.assert断言

assert.h头文件定义了宏 assert()，用于在运行时确保程序符合指定条件，如果不符合，就报错终止运行。这个宏常常被称为“断言”。

例如我们用assert断言判断一个指针是否为空

上面代码在程序运行到这一行语句时，验证指针变量p是否等于NULL。如果确实不等于NULL，程序继续运行，否则就会终止运行，并且给出报错信息提示。

assert()宏接受一个表达式作为参数。如果该表达式为真（返回值非零)，assert()不会产生任何作用，程序继续运行。如果该表达式为假(返回值为零)，assert()就会报错，在标准错误流stderr 中写入一条错误信息，显示没有通过的表达式，以及包含这个表达式的文件名和行号。

assert()的使用对程序员是非常友好的，使用assert()有几个好处:它不仅能自动标识文件和出问题的行号，还有一种无需更改代码就能开启或关闭assert()的机制。如果已经确认程序没有问题，不需要再做断言，就在#include <assert.h>语句的前面，定义一个宏NDEBUG

如下：

然后，重新编译程序，编译器就会禁用文件中所有的assert()语句。如果程序又出现问题，可以移除这条#define NDEBUG 指令(或者把它注释掉)，再次编译，这样就重新启用了assert()语句。

?

?assert()的缺点是：因为引入额外的检查,增加了程序的运行时间。
一般我们可以在Debug中使用，在Release版本中选择禁用assert就行，在VS这样的集成开发环境中，在Release版本中，直接就是优化掉了。这样在debug版本写有利于程序员排查问题，在Release版本不影响用户使用时程序的效率。

2.指针的使用和传址调用

2.1strlen的模拟使用

库函数strlen的功能是求字符串长度，统计的是字符串中'\0'之前的字符的个数。

函数原型如下:

参数str接收一个字符串的起始地址，然后开始统计字符串中'\0'之前的字符个数，最终返回长度。如果要模拟实现只要从起始地址开始向后逐个字符的遍历，只要不是'\0'字符，计数器就+1，这样直到'\0'就停止。

参考代码如下:

#include<assert.h>
#include<stdio.h>

int my_strlen(const char* str)
{
	int count = 0;
	assert(str);
	while(*str!=0)
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	int len = my_strlen("abcde");
	printf("%d\n", len);
	return 0;
}

运行结果如下：

2.2传值调用和传址调用

学习指针的目的是使用指针解决问题，那件么问题来了，为什么非指针不可呢?

例如:写一个函数，交换两个整型变量的值

一番思考后，我们可能写出这样的代码:

int Swap1(int x, int y)
{
	int z = 0;
	z = x;
	x = y;
	y = z;
}
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d\n",&a,&b);
	printf("交换前:a=%d,b=%d\n", a, b);
	Swap1(a, b);
	printf("交换后:a=%d,b=%d\n", a, b);

}

运行结果如下：

我们发现其实没产生交换的效果，这是为什么呢?

调试一下，试试呢?

我们发现在main函数内部，创建了a和b

a的地址是0x00cffdd0，b的地址是0x00cffdc4，在调用Swap1函数时，将a和b传递给了Swap1函数，在Swap1函数内部创建了形参x和y接收a和b的值，但是x的地址是0x00cffcec，y的地址是0x00cffcf0，x和y确实接收到了a和b的值，不过x的地址和a的地址不一样，y的地址和b的地址不一样，相当于x和y是独立的空间，那么在Swap1函数内部交换x和y的值，自然不会影响a和b，当Swapl函数调用结束后回到main函数，a和b的没法交换。Swapl函数在使用的时候，是把变量本身直接传递给了函数，这种调用函数的方式我们之前在函数的时候就知道了，这种叫传值调用。

结论:实参传递给形参的时候，形参会单独创建一份临时空间来接收实参，对形参的修改不影响实参。
所以Swap是失败的了。

那怎么办呢?
我们现在要解决的就是当调用Swap函数的时候，Swap函数内部操作的就是main函数中的a和b，直接将a和b的值交换了。那么就可以使用指针了，在main函数中将a和b的地址传递给Swap函数，Swap函数里边通过地址间接的操作main函数中的a和b，并达到交换的效果就好了。

int Swap2(int *px, int *py)
{
	int z = 0;
	z = *px;
	*px = *py;
	*py = z;
}
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d\n",&a,&b);
	printf("交换前:a=%d,b=%d\n", a, b);
	Swap2(a, b);
	printf("交换后:a=%d,b=%d\n", a, b);

}

结果为：

我们可以看到实现成Swap2的方式，顺利完成了任务，这里调用Swap2函数的时候是将变量的地址传递给了函数,这种函数调用方式叫:传址调用。
传址调用，可以让函数和主调函数之间建立真正的联系，在函数内部可以修改主调函数中的变量;所以未来函数中只是需要主调函数中的变量值来实现计算，就可以采用传值调用。如果函数内部要修改主调函数中的变量的值，就需要传址调用。

3.数组名的理解

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	int* p = &arr[0];
}

这里我们使用&arr[0]的方式拿到了数组第一个元素的地址，但是其实数组名本来就是地址，而且是数组首元素的地址，我们来做个测试。

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	printf(" %p \n", &arr[0]);
	printf(" %p \n", arr);
    return 0;
}

?

我们发现数组名和数组首元素的地址打印出的结果一模一样，数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址。
这时候有人会有疑问?数组名如果是数组首元素的地址，那下面的代码怎么理解呢?

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	printf("%d", sizeof(arr));
	return 0;
}

输出的结果是:40，如果arr是数组首元素的地址，那输出应该的应该是4或者8才对。其实数组名就是数组首元素(第一个元素)的地址是对的，但是有两个例外:

sizeof(数组名)：sizeof中单独放数组名，这里的数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小,单位是字节
&数组名????????：这里的数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址(整个数组的地址和数组首元素的地址是有区别的)
除此之外，任何地方使用数组名，数组名都表示首元素的地址。

再看下面这个例子，既然arr和&arr[0]均表示数组首元素地址，那么&arr表示什么呢

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	printf(" %p\n", &arr[0]);
	printf(" %p\n", arr);
	printf(" %p\n", &arr);
	return 0;
}

三个打印结果一模一样，那这时候就有疑问了，&arr和arr有什么区别呢

我们再尝试下面的代码：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
	printf(" arr	=%p\n", arr);
	printf(" arr+1	=%p\n", arr + 1);
	printf(" &arr	=%p\n", &arr);
	printf(" &arr+1	=%p\n", &arr+1);
	printf(" &arr[0]=%p\n", &arr[0]);
	printf("&arr[0]+1=%p\n", &arr[0] + 1);
	return 0;
}

?输出结果：

这里我们发现&arr[0]和&arr[0]+1相差4个字节，arr和arr+1相差4个字节，是因为&arr[0]和 arr都是首元素的地址，+1就是跳过一个元素。
但是&arr和&arr+1相差40个字节，这就是因为&arr是数组的地址，+1操作是跳过整个数组的。

4.一维数组传参的本质

数组我们学过了，之前也讲了，数组是可以传递给函数的，这个小节我们讨论一下数组传参的本质。首先从一个问题开始，我们之前都是在函数外部计算数组的元素个数，那我们可以把函数传给一个函数后，函数内部求数组的元素个数吗?

#include<stdio.h>
void test(int arr[])
{
	int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	printf(" sz2=%d\n", sz2);
}
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int sz1= sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	test(arr);
	printf(" sz1=%d", sz1);
	return 0;
}

我们发现在函数内部是没有正确获得数组的元素个数。
这就要学习数组传参的本质了，上个小节我们学习了:数组名是数组首元素的地址;那么在数组传参的时候，传递的是数组名，也就是说本质上数组传参本质上传递的是数组首元素的地址。
所以函数形参的部分理论上应该使用指针变量来接收首元素的地址。那么在函数内部我们写
sizeof(arr)计算的是一个地址的大小(单位字节）而不是数组的大小(单位字节)。正是因为函数的参数部分是本质是指针，所以在函数内部是没办法求的数组元素个数的。

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??以上便是我为大家带来的指针详解（四）的内容，若有不足，望各位大佬在评论区指出，谢谢大家！可以留下你们点赞、收藏和关注，这是对我极大的鼓励，我也会更加努力创作更优质的作品。再次感谢大家！??

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