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两道面试题所引发的C指针的思考
时间:2017-01-11作者:华清远见

C语言是一门使用比较广泛的高级编程语言,而指针则是C语言的精髓所在,可以说学习C语言不会灵活使用指针就谈不上精通C语言。但是由于C语言指针的灵活性导致了我们在使用过程中出现莫名其妙的各种问题,甚至是段错误。

本文引用地址:http://www.embedu.org/Column/7260.html

本文将以两道典型的面试题为切入点,引发我们对于C语言指针的思考。并给予详细的解释,从原理角度来解析C指针。全文也是源码分析加结果演示的形式说明问题所在。

问题一:

一下的代码段是否正确,如果正确结果是什么?如果不正确如何改正?

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;

}

如果大家不仔细看的话,一定认为是正确的,因为没有发现明显的语法错误。不错你的想法是对的,编译的时候一定可以通过,但是当你运行可执行程序的时候发现:“哎呀,段错误!”,也没错,确实也发生了段错误,也许这个段错误比较隐蔽不易发现并定位。下面我们使用gdb来定位到段错误的位置,并分析错误原因:

命令行输入:gcc -g -rdynamic test.c (test.c即是我们将源码头文件加上编写的C语言源文件),然后生成了可以以用于gdb调试且可以定位段错误的可执行程序,接下来输入gdb ./a.out 进入gdb调试模式,输入r运行程序,则立马定位到strcpy(str,"hello"); 这行程序段,于是我们回到程序中分析代码:发现是我们把一个指针常量NULL作为fun函数的参数传递给了p,造成了子函数中对一个指针常量进行赋值操作,于是就在程序运行中调用fun函数的时候造成了段错误。

以上就是这段代码的错误分析,既然我们通过gdb定位到了段错误的位置,也分析出了段错误产生的原因,那么如何修改代码才能实现相应的功能还不至于造成段错误呢?考虑到要尽量保证代码段的完整性,于是想到从传递的参数上寻突破口。既然不能传递指针常量,那么我们想到传递一个值能够装得下指针不就行了于是对代码段做如下改变(修改部分已做好了红色标记):

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;

}

对比发现,这次我们传递了一个二级指针&str,实际上就是传递了装载指针的容器,这样以来我们就可以把在子函数中动态分配的内存空间的首地址放到了这个“容器”中了(即是str被赋值上了新分配内存的首地址)。在一次编译执行,无段错误,结果输出“hello”字符串。也就完美地解决了这道错误非常隐蔽的面试题。同样有的同学会想,把NULL掉咋样?编译运行发现还是出现段错误,还是同样的问题:指针str属于局部变量,系统会随机分配一个地址给str,同样是指针常量赋值。 而当我们解决了这道题,我们能够感受到指针的灵活性和操作的隐蔽性,我们也就知道了常量是不能被赋值的(因为他被系统认为是只读),还知道了将一个二级指针作为参数传递可以保存一个地址的值,这也是编程的一个技巧。

接下来我们在看一看第二道题:

问题二:

以下代码段的执行结果?

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

虽然代码很简练,但是如果不细心分析还是很难把这道题答案写出来的,甚至是没有任何思路。实际上这道题考察的是大家对于指针的掌握和ascii的一些知识:大家一定要理解*argv[i]意思,如果不注意可能会认为是取命令行参数的第二个字符串的值,其实不然,这样理解的话大家对于指向一个字符串的字符指针的的不理解,指向一个字符串的字符指针实际上是指向一个字符串首字符的地址,命令行参数输入的12 345 678看似数字,实际上是一个个字符串,*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,说到这里这道面试题也就引刃而解了。那么*argv[i]-'0'是啥意思呢?很显然吗,就是将ascii表示的字符转化为对应的数字也就是数字1、3、6。到这里我们在通过推理就得到了最终的结果:136。

通过了这一番地分析是不是也挺简单的,那必须的啊,通过这道面试题我们也就知道了:指向一个字符串的指针实际上就是把字符串的首地址赋给了指针变量,还有就是一个字符减去’0’就能得到字符所对应的数字。

当然这只是两道比较易错的使用指针的面试题,很多面试题都是从大家对指针本质的认识上着手来考察大家,只要掌握指针的本质,了解常见段错误的产生的原因和处理方案,了解C语言内存的分配情况就能炼就一双”火眼金睛“,从本质上真正精通C语言。以上也是本人通过实践和深入的分析得出的一些经验,如若有更加简单易懂的方案望给出宝贵意见,待以后修正完善。


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