5. 指針運算
指針的基本運算有三種，分別是：
指針+-整數
指針-指針
指針的關系運算
5.1 指針運算
在上面，我們知道，數組在內存中是連續存放的，只要知道第一個元素的地址，順藤摸瓜就能找到后面的所有元素。
那么，運用這一點，我們就可以寫出下面的代碼：
#include <stdio.h>int main()
{int i;int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};int sz = sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]);for(i = 0;i < sz;i++){printf("%d ",*(arr + i));}return 0;
}我們利用指針 arr （數組名即為數組首元素的地址）?+ i?，訪問數組中下標為 i 的元素，并打印出來。而指針與整數運算后跳過的字節數的大小是與數據的類型有關的。例如，上面代碼中， arr 數組是整型數組，所以在運算時，會在 arr 的位置，跳過4 * i 個字節，訪問到數組中下標為 i 的元素。
5.2 指針 -?指針
上面，我們知道指針可以和整數進行加減運算，那指針是否可以與指針進行加減運算呢？
#include <stdio.h>int main()
{int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};int a = (arr + 9) - (arr + 3);//正常運行int b = (arr + 9) + (arr + 3);//編譯器報錯：Invalid operands to binary expression ('int *' and 'int *')printf("%d",a);return 0;
}將指針加法的那一行代碼刪去后，我們得到了如下輸出：
6
進程已結束，退出代碼為 0輸出結果為6，這代表了（arr + 9）與（arr + 3）兩個指針之間一共有6個元素。因此，指針的減法運算所得到的結果就是兩個地址之間的元素個數。
利用這一點，我們可以自己寫出類似于函數 strlen()的效果的代碼：
int my_strlen(char* s)
{char *p = s;while(*p != '\0'){p++;}return p - s;
}
#include <stdio.h>
int main()
{char s1[] = "asdf";int a = my_strlen(s1);printf("%d",a);return 0;
}//輸出結果
4我們發現，輸出結果為4，正等于字符數組中的字符數。
5.3?指針的關系運算
我們知道，指針就是地址，而地址有高低之分，那指針是否可以比較大小呢？
#include <stdio.h>int main()
{int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};int sz = sizeof(arr)/ sizeof(arr[0]);int *p = &arr[0];while(p < arr + sz){printf("%d ",*p);p++;}return 0;
}//輸出結果
1 2 3 4 5 6 7 8 9 我們可以發現，循環正常進行，說明表達式是合法有效的，指針可以用來進行比較大小。
6.?野指針
概念：野指針就是指針指向的位置是不可知的（隨機的、不正確的、沒有明確限制的）
6.1 產生野指針的原因
6.1.1.?指針未初始化
#include <stdio.h>int main()
{int* p ;*p = 0;//編譯器警告：Variable 'p' is uninitialized when used herereturn 0;
}指針未初始化時，默認為隨機值。直接使用可能導致系統報錯。
6.1.2?指針越界訪問
這種錯誤可以類比數組訪問越界：
#include <stdio.h>int main()
{int i;int arr[10] = {0};int* p = &arr[0];for(i = 0;i < 11;i++){*p = i;p++;}return 0;
}在這個代碼中，當指針指向的范圍超出數組范圍時，p就會成為野指針，執行預期外的操作。
6.1.3?指針指向的空間釋放
當指針所指向的空間已經被釋放時，就會導致野指針的產生：
int* test()
{int n = 1;return &n;
}
#include <stdio.h>int main()
{int* p = test();printf("%p",p);return 0;
}
由于變量n是在函數test中創建，因此函數執行完畢后，變量n的內存也會被回收，空間被釋放。此時，程序就會打印出一個無效地址或者程序崩潰。
6.2?如何規避野指針
6.2.1?指針初始化
在創建指針變量時，如果明確知道指針指向哪里就直接賦值地址；如果不知道指針應該指向哪里，可以給指針賦值NULL，再后面使用時再進行賦值。
NULL是C語言中定義的一個標識符常量，值是0，地址也是0，這個地址是無法使用的，讀寫該地址時程序會報錯。
#include <stdio.h>int main()
{int n = 0;int* p1 = &n;int* p2 = NULL;return 0;
}6.2.2 防止指針越界
一個程序向內存申請了哪些空間，指針也就只能訪問哪些空間，不能超出范圍訪問，否則就是越界訪問。
6.2.3?指針變量不再使用時，及時賦值NULL，指針使用之前檢查有效性
當指針變量指向?塊區域的時候，我們可以通過指針訪問該區域，后期不再使用這個指針訪問空間的時候，我們可以把該指針置為NULL。因為約定俗成的?個規則就是：只要是NULL指針就不去訪問，同時使用指針之前可以判斷指針是否為NULL。
#include <stdio.h>int main()
{int i;int arr[10] = {0};int* p = &arr[0];for(i = 0;i < 11;i++){*p = i;p++;}//此時，指針已經訪問越界p = NULL;//將p賦值為NULL，防止p成為野指針...if(p != NULL)//使用前，檢驗p是否為空指針{...}return 0;
}6.2.4?避免返回局部變量的地址
如上面的示例，避免返回局部變量的地址，防止使用野指針。
7. assert 斷言
assert.h 頭文件中定義了宏assert()，用于在運行時確保程序符合指定條件，如果不符合，就報錯終止運行。這個宏常常被稱為“斷言”。
例如：
assert(p != NULL);上面代碼在程序運行到這?行語句時，驗證變量p是否為空指針。如果表示，程序正常運行；否則，程序終止運行，并且會給出錯誤信息。
assert() 宏接受?個表達式作為參數。如果該表達式為真（返回值非零），assert()宏則不會產生任何作用，程序繼續運行。如果該表達式為假（返回值為零），?assert() 就會報錯，在標準錯誤流stderr 中寫入一條錯誤信息，顯示沒有通過的表達式，以及包含這個表達式的文件名和行號。
assert()的使用對程序員非常友好，使用assert()的好處在于：它不僅能自動標識文件和出問題的行號，還有一種無需更改代碼就能開啟或關閉assert()的機制。如果已經確認程序沒有問題，不需要再做斷言，就在 #include <assert.h> 語句前面定義一個 NDEBUG 。
#define NDEBUG#include <assert.h>然后，重新編譯程序，編譯器就會禁用文件中所有的assert()語句。如果程序又出現問題，可以移除 #define NDEBUG 這條語句（或者是注釋掉），再次編譯，這樣就重新啟用了assert()語句。
而使用assert()的缺點在于：引入了額外的檢查，增加了程序的運行時間。
一般我們可以在Debug中使用，在Release版本中選擇禁用assert()就行。這樣在debug版本寫有利于程序員排查問題，在Release版本不影響用戶的使用體驗。
8. 指針的使用和傳址調用
8.1?strlen的模擬實現
庫函數strlen的功能是求字符串長度，統計的是字符串中 '\0' 前的字符數。
函數原型如下：
size_t strlen ( const char * str );參數str接收一個字符串的起始地址，然后開始統計字符串中 '\0' 之前的字符個數，最終返回長度。
因此，我們模擬就需要從起始地址開始向后逐個檢查字符，如果不為 '\0' ，計數器就+1，知道遇到 '\0' 為止。
例如：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>int my_strlen(const char* s)
{assert(s);int count = 0;while(*s != '\0'){count++;s++;}return count;
}//輸出結果
58.2?傳值調用和傳址調用
學習了指針的知識，現在我們來看看專門用指針來解決的問題。
例如：寫一個函數，交換兩個整型變量的值
思考之后，我們可能會寫出這樣的代碼：
#include <stdio.h>void Swap(int x,int y)
{int temp;temp = x;x = y;y = temp;
}int main()
{int a = 1,b = 2;printf("交換前：a = %d,b = %d",a,b);Swap(a,b);printf("交換后：a = %d,b = %d",a,b);return 0;
}但是當我們檢查打印結果時：
交換前：a = 1,b = 2
交換后：a = 1,b = 2我們發現a,b的值并沒有和我們預期中一樣實現交換，這是為什么呢？
這個時候，我們就要回顧一下前面的知識：形參是實參的一份臨時拷貝，也就是說，形參與實參的地址是不同的。在函數內部實現的值的交換只是交換了形參的地址中的值，而實參的地址的值并沒有變化。在函數結束后，內存被釋放。所以，x和y的值的交換不會影響a和b的值。
像Swap函數這樣，在調用函數時傳遞變量本身的調用方法被稱為傳值調用。
結論：實參傳遞給形參的時候，形參會單獨創建?份臨時空間來接收實參，對形參的修改不影響實 參。
因此，這種寫法是錯誤的，那我們應該怎么實現題目要求呢？
我們現在要解決的事情就是，在函數Swap內部實現main函數中變量a和b的值的交換。既然直接傳遞變量時，形參與實參的地址是不同的，那我們直接傳遞地址是否能解決這個問題呢？
于是，我們可以得到下面的代碼：
#include <stdio.h>void Swap(int* const px,int* const py)
{int temp;temp = * px;* px = * py;* py = temp;
}int main()
{int a = 1,b = 2;printf("交換前：a = %d,b = %d\n",a,b);Swap(&a,&b);printf("交換后：a = %d,b = %d\n",a,b);return 0;
}此時，我們再檢查打印結果：
交換前：a = 1,b = 2
交換后：a = 2,b = 1可以發現，代碼成功實現了值的交換。
而像這樣在調用函數時傳遞變量的地址的調用方式被稱為傳址調用。
傳址調用，可以讓函數和主調函數之間建立真正的聯系，在函數內部可以修改主調函數中的變量；所以未來函數中只是需要主調函數中的變量值來實現計算，就可以采用傳值調用。如果函數內部要修改主調函數中的變量的值，就需要傳址調用。
