编程人生:面试中常见的五道C语言的基本题,你懂了吗? |
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一、什么是C语言中的“悬空指针”? C语言中的指针可以指向一块内存,如果这块内存稍后被操作系统回收(被释放),但是指针仍然指向这块内存,那么,此时该指针就是“悬空指针”。下面这段C语言代码是一个例子,请看: void*p =malloc(size);assert(p);free(p);// 现在 p 是“悬空指针”C语言中的“悬空指针”会引发不可预知的错误,而且这种错误一旦发生,很难定位。这是因为在 free(p) 之后,p 指针仍然指向之前分配的内存,如果这块内存暂时可以被程序访问并且不会造成冲突,那么之后使用 p 并不会引发错误。 最难调试的 bug 总是不能轻易复现的 bug,对不? 所以在实际的C语言程序开发中,为了避免出现“悬空指针”引发不可预知的错误,在释放内存之后,常常会将指针 p 赋值为 NULL: void*p =malloc(size);assert(p);free(p);// 避免“悬空指针”p =NULL;这么做的好处是一旦再次使用被释放的指针 p,就会立刻引发“段错误”,程序员也就能立刻知道应该修改C语言代码了。 二、C语言中的“野指针”是什么?“悬空指针”是指向被释放内存的指针,“野指针”则是不确定其具体指向的指针。“野指针”最常来自于未初始化的指针,例如下面这段C语言代码: void*p;// 此时 p 是“野指针”因为“野指针”可能指向任意内存段,因此它可能会损坏正常的数据,也有可能引发其他未知错误,所以C语言中的“野指针”危害性甚至比“悬空指针”还要严重。在实际的C语言程序开发中,定义指针时,一般都要尽量避免“野指针”的出现(赋初值): void*p =NULL;void*data =malloc(size);三、C语言中的“循环”数据类型是指什么?所谓的“循环”数据类型,其实就是某种类型的数据溢出后,又从头开始存储。一个典型的例子是 unsigned char 变量若已经等于 255,仍然对其加 1,那么该变量就会溢出从头开始,也即等于零: unsignedchara =255;a = a+1;// a 等于 0unsigned char 型变量 a 是无符号的 8 位整数,它能表示的最大值是 8 个位全为 1,也即 0xff=255,若此时再对其加一,将得到 0x100。a 只索引 8 位,也即 0x100 中的 0x00=0。 C语言中的 int,long,short 等类型也有类似的“循环”特性,该特性不会引发语法编译错误,因此较难判断这些类型的变量是否溢出。而C语言中的 float,double 类型则没有“循环”特性, 因此实际C语言程序开发中一个常用的检查整型数据是否溢出的技巧,就是借助于 float 和 double 类型的,这一点在我之前的文章中说过,感兴趣的读者可以看看。 四、C语言中的头文件有什么用?一般C语言程序项目中的头文件后缀名都为 .h,h 是 header 的缩写。头文件的使用一般和 #include 结合使用,例如在 main.c 文件中写下: #include"header.h"意味着在该处将 header.h 中的内容展开到此。所以C语言中的头文件中一般包含程序需要使用的函数定义和原型,也可以包含相关的数据结构类型定义。 这里再啰嗦下“在该处将 header.h 中的内容展开到此”的含义——假如 header.h 头文件中的内容是: // header.h 头文件printf("hello world\n");那么,在其他文件中写下 #include"header.h"就等价于 // header.h 头文件printf("hello world\n");五、C语言中的指针可以做加法运算吗?C语言中的指针包含地址详细信息,一般是不可以直接做加法运算的,例如下面这段C语言代码: void*p1 = (void*)1;void*p2 = (void*)2;// 下面是非法的void*p = p1+p2;读者可自行尝试,指针 p1 和指针 p2 是无法直接相加的,否则编译器就会报错。但是如果想对指针 p1 和 p2 的地址值相加,可以将其强制转换为整数类型,例如: void*p1 = (void*)1;void*p2 = (void*)2;longp = (long)p1 + (long)p2;应该确保强制转换的整数类型宽度大于指针类型宽度,否则可能会因为数值截断导致得到错误的结果。 虽然C语言中的指针不能直接与指针相加,但是却可以与其他整数相加,例如下面这段C语言代码: char*p1 = (char*)1;char*p = p1+1;指针p1 指向地址 1,因此指针 p 指向地址 2,这没什么好说的。但是,读者应该注意下面这样的“陷阱”: int*p1 = (int*)1;int*p = p1+1;与上面的C语言代码例子相比,这里仅仅将 char 换成 int。那么,指针 p 指向哪个地址呢?编写打印代码: int*p1 = (int*)1;int*p = p1+1;printf("p1=%p, p=%p\n", p1, p);编译并执行上面这段C语言代码,会发现输出如下: p1=0x1, p=0x5可见,“1+1”并不等于 2,而是等于 5 了。这其实是因为C语言中的指针是有其自己的含义的,不同的指针类型索引内存的大小也往往不同,我的机器上 int 类型占用 4 个字节内存空间,因此指针 p1+1 实际上是往后移动了 4 个字节。 |
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