C语言学习之空指针NULL以及void指针详解
2021-07-14 02:08
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本文和大家分享的主要是c 语言 空指针NULL 以及 void 指针相关内容，一起来看看吧，希望对大家 学习c语言有所帮助。
空指针 NULL
一个指针变量可以指向计算机中的任何一块内存，不管该内存有没有被分配，也不管该内存有没有使用权限，只要把地址给它，它就可以指向，C 语言没有一种机制来保证指向的内存的正确性，程序员必须自己提高警惕。
很多初学者会在无意间对没有初始化的指针进行操作，这是非常危险的，请看下面的例子：
1. #include
2. int main () {
3. char * str ;
4. gets ( str );
5. printf ( "%s \n " , str );
6. return 0 ;
7. }
这段程序没有语法错误，能够通过编译和链接，但当用户输入完字符串并按下回车键时就会发生错误，在 Linux 下表现为段错误（ Segment Fault ），在 Windows 下程序直接崩溃。如果你足够幸运，或者输入的字符串少，也可能不报错，这都是未知的。
前面我们讲过，未初始化的局部变量的值是不确定的，C 语言并没有对此作出规定，不同的编译器有不同的实现，我曾警告大家不要直接使用未初始化的局部变量。上面的代码中， str 就是一个未初始化的局部变量，它的值是不确定的，究竟指向哪块内存也是未知的，大多数情况下这块内存没有被分配或者没有读写权限，使用 gets() 函数向它里面写入数据显然是错误的。
我强烈建议对没有初始化的指针赋值为 NULL ，例如：
char *str = NULL;
NULL 是 “ 零值、等于零 ” 的意思，在 C 语言中表示空指针。从表面上理解，空指针是不指向任何数据的指针，是无效指针，程序使用它不会产生效果。
注意区分大小写，null 没有任何特殊含义，只是一个普通的标识符。
很多库函数都对传入的指针做了判断，如果是空指针就不做任何操作，或者给出提示信息。更改上面的代码，给 str 赋值 NULL ，看看会有什么效果：
1. #include
2. int main () {
3. char * str = NULL ;
4. gets ( str );
5. printf ( "%s \n " , str );
6. return 0 ;
7. }
运行程序后发现，还未等用户输入任何字符，printf() 就直接输出了 (null) 。我们有理由据此推断，gets() 和 printf() 都对空指针做了特殊处理：
· gets() 不会让用户输入字符串，也不会向指针指向的内存中写入数据；
· printf() 不会读取指针指向的内容，只是简单地给出提示，让程序员意识到使用了一个空指针。
我们在自己定义的函数中也可以进行类似的判断，例如：
1. void func ( char * p ) {
2. if ( p == NULL ) {
3. printf ( "(null) \n " );
4. } else {
5. printf ( "%s \n " , p );
6. }
7. }
这样能够从很大程度上增加程序的健壮性，防止对空指针进行无意义的操作。
其实，NULL 是在 stdio.h
中定义的一个宏，它的具体内容为：
#define NULL ((void *)0)
(void *)0 表示把数值 0 强制转换为 void * 类型，最外层的 ( ) 把宏定义的内容括起来，防止发生歧义。从整体上来看，NULL 指向了地址为 0 的内存，而不是前面说的不指向任何数据。
在进程的虚拟地址空间中，最低地址处有一段内存区域被称为保留区，这个区域不存储有效数据，也不能被用户程序访问，将NULL 指向这块区域很容易检测到违规指针。
关于虚拟地址空间的概念以及程序的内存分布，我们将在《 C语言和内存 》专题中深入讲解，现在读者只需要记住，在大多数操作系统中，极小的地址通常不保存数据，也不允许程序访问，NULL 可以指向这段地址区间中的任何一个地址。
注意，C 语言没有规定 NULL 的指向，只是大部分标准库约定成俗地将 NULL 指向 0 ，所以不要将 NULL 和 0 等同起来，例如下面的写法是不专业的：
int *p = 0;
而应该坚持写为：
int *p = NULL;
注意 NULL 和 NUL 的区别： NULL 表示空指针，是一个宏定义，可以在代码中直接使用。而 NUL 表示字符串的结束标志 ’\0’ ，它是 ASCII 码表中的第 0 个字符。 NUL 没有在 C 语言中定义，仅仅是对 ’\0’ 的称呼，不能在代码中直接使用。
void 指针
对于空指针 NULL 的宏定义内容，上面只是对 ((void *)0) 作了粗略的介绍，这里重点说一下 void * 的含义。void 用在函数定义中可以表示函数没有返回值或者没有形式参数，用在这里表示指针指向的数据的类型是未知的。
也就是说， void * 表示一个有效指针，它确实指向实实在在的数据，只是数据的类型尚未确定，在后续使用过程中一般要进行强制类型转换。
C 语言动态内存分配函数 malloc() 的返回值就是 void *
类型，在使用时要进行强制类型转换，请看下面的例子：
纯文本复制
1. #include
2. int main () {
3. // 分配可以保存 30 个字符的内存，并把返回的指针转换为 char *
4. char * str = ( char *) malloc ( sizeof ( char ) * 30 );
5. gets ( str );
6. printf ( "%s \n " , str );
7. return 0 ;
8. }
运行结果：
c.biancheng.net↙
c.biancheng.net
这里重点是让大家理解 void * ，它不是空指针的意思，而是实实在在的指针，只是指针指向的内存中不知道保存的是什么类型的数据。
来源：csdn
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