兩道面試題所引發(fā)的C指針的思考
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(xí)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(cuò)誤。
本文將以兩道典型的面試題為切入點(diǎn)，引發(fā)我們對于C語言指針的思考。并給予詳細(xì)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("%sn",str);
return 0;
}
如果大家不仔細(xì)看的話，一定認(rèn)為是正確的，因?yàn)闆]有發(fā)現(xiàn)明顯的語法錯(cuò)誤。不錯(cuò)你的想法是對的，編譯的時(shí)候一定可以通過，但是當(dāng)你運(yùn)行可執(zhí)行程序的時(shí)候發(fā)現(xiàn)：“哎呀，段錯(cuò)誤!”，也沒錯(cuò)，確實(shí)也發(fā)生了段錯(cuò)誤，也許這個(gè)段錯(cuò)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(cuò)誤的位置，并分析錯(cuò)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(cuò)誤的可執(zhí)行程序，接下來輸入gdb ./a.out 進(jìn)入gdb調(diào)試模式，輸入r運(yùn)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(gè)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(gè)指針常量進(jìn)行賦值操作，于是就在程序運(yùn)行中調(diào)用fun函數(shù)的時(shí)候造成了段錯(cuò)誤。
以上就是這段代碼的錯(cuò)誤分析，既然我們通過gdb定位到了段錯(cuò)誤的位置，也分析出了段錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因，那么如何修改代碼才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能還不至于造成段錯(cuò)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(gè)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(biāo)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("%sn",str);
return 0;
}
對比發(fā)現(xiàn)，這次我們傳遞了一個(gè)二級指針&str，實(shí)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(gè)“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(cuò)誤，結(jié)果輸出“hello”字符串。也就完美地解決了這道錯(cuò)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(yùn)行發(fā)現(xiàn)還是出現(xiàn)段錯(cuò)誤，還是同樣的問題：指針str屬于局部變量，系統(tǒng)會隨機(jī)分配一個(gè)地址給str,同樣是指針常量賦值。 而當(dāng)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?yàn)樗幌到y(tǒng)認(rèn)為是只讀)，還知道了將一個(gè)二級指針作為參數(shù)傳遞可以保存一個(gè)地址的值，這也是編程的一個(gè)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("%dn",n);
return 0;
}
./a.out 12 345 678
雖然代碼很簡練，但是如果不細(xì)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(shí)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(rèn)為是取命令行參數(shù)的第二個(gè)字符串的值，其實(shí)不然，這樣理解的話大家對于指向一個(gè)字符串的字符指針的的不理解，指向一個(gè)字符串的字符指針實(shí)際上是指向一個(gè)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(shí)際上是一個(gè)個(gè)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最終的結(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(gè)字符串的指針實(shí)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(gè)字符減去’0’就能得到字符所對應(yīng)的數(shù)字。
當(dāng)然這只是兩道比較易錯(cuò)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(rèn)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(cuò)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(shí)踐和深入的分析得出的一些經(jīng)驗(yàn)，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。
下載文檔
