兩道面試題所引發(fā)的C指針的思考

本文將以兩道典型的面試題為切入點(diǎn)，引發(fā)我們對(duì)于C語(yǔ)言指針的思考。并給予詳細(xì)的解釋，從原理角度來(lái)解析C指針。全文也是源碼分析加結(jié)果演示的形式說(shuō)明問(wèn)題所在。

問(wèn)題一：

以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](méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的語(yǔ)法錯(cuò)誤。不錯(cuò)你的想法是對(duì)的，編譯的時(shí)候一定可以通過(guò)，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(méi)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(lái)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(xiě)的C語(yǔ)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(lái)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(duì)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(guò)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(duì)代碼段做如下改變：

　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(duì)比發(fā)現(xiàn)，這次我們傳遞了一個(gè)二級(jí)指針&str，實(shí)際上就是傳遞了裝載指針的容器，這樣以來(lái)我們就可以把在子函數(shù)中動(dòng)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(wú)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(huì)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(wèn)題：指針str屬于局部變量，系統(tǒng)會(huì)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(jí)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(lái)我們?cè)诳匆豢吹诙李}：

問(wèn)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<argc;i++)< span=""></argc;i++)<>

　　{

　　n=10*n+*argv-'0';

　　}

　　printf("%dn",n);

　　return 0;

　　}

　　./a.out  12 345 678

雖然代碼很簡(jiǎn)練，但是如果不細(xì)心分析還是很難把這道題答案寫(xiě)出來(lái)的，甚至是沒(méi)有任何思路。實(shí)際上這道題考察的是大家對(duì)于指針的掌握和ascii的一些知識(shí)：大家一定要理解*argv意思，如果不注意可能會(huì)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(duì)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的意思也就是取各自字符串的首字符也就是取1、3、6，說(shuō)到這里這道面試題也就引刃而解了。那么*argv-'0'是啥意思呢？很顯然嗎，就是將ascii表示的字符轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的數(shù)字也就是數(shù)字1、3、6。到這里我們?cè)谕ㄟ^(guò)推理就得到了最終的結(jié)果：136。

通過(guò)了這一番地分析是不是也挺簡(jiǎn)單的，那必須的啊，通過(guò)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(duì)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(duì)指針本質(zhì)的認(rèn)識(shí)上著手來(lái)考察大家，只要掌握指針的本質(zhì)，了解常見(jiàn)段錯(cuò)誤的產(chǎn)生的原因和處理方案，了解C語(yǔ)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(yǔ)言。