空指針，段錯誤，這場面試我栽倒在這里了！

NULL在C/C++中的標(biāo)準(zhǔn)定義

NULL的標(biāo)準(zhǔn)定義

#if?!defined(NULL)?&&?defined(__NEEDS_NULL)
#ifdef?_cplusplus??????
#define?NULL?0?????????//?這里對應(yīng)C++的情況
#else
#define?NULL?(void?*)0?//?這里對應(yīng)C語言的情況
#endif

編譯器預(yù)先定義了一個宏_cplusplus，來判斷當(dāng)前的編譯環(huán)境是C++的還是C語言的，在C++定義為0，在C語言中定義為(void *)0。

在C/C++中的區(qū)別

在C語言中，C中的“標(biāo)準(zhǔn)”寫法，NULL被替換為一個void* 類型的指針右值，值等于0；由于是void* 類型，可以隱式轉(zhuǎn)化為其它類型的指針。

在C++中，void* 無法自由隱式轉(zhuǎn)換為其它類型的指針，而字面量0可以隱式轉(zhuǎn)換為指針類型。

NULL 的本質(zhì)是什么

我們從指針，空指針，空指針常量以及指向的內(nèi)存說起

從指針角度來看

我們看以下定義，p是一個函數(shù)內(nèi)的局部變量，則p的值是隨機(jī)的，也就是說p是一個野指針。

int?func()
{
??int?*p;?
??...
}

再看以下函數(shù)，p是一個局部變量，分配在棧上的地址，p的值是(void *)0，實(shí)際就是0x00000000，意思就是指針p指向內(nèi)存的0x00000000地址處。這時候p就不是野指針了。

int?func()
{
??int?*p?=?NULL;?
??...
}

什么是空指針（null pointer）?

如果將空指針常量轉(zhuǎn)換為指針類型，則保證生成的指針（稱為空指針）將不相等的值與指向任何對象或函數(shù)的指針進(jìn)行比較。

定義char *p=0后，在之后p的任何一種賦值操作之后，p 都成為一個空指針，即p不指向任何實(shí)際的對象或者函數(shù)。反過來說，任何對象或者函數(shù)的地址都不可能是空指針。

什么是空指針常量（null pointer constant）?

值為0的整數(shù)常量表達(dá)式，或強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為void *類型的表達(dá)式，稱為空指針常量

空指針（null pointer）指向了哪里的內(nèi)存

這里標(biāo)準(zhǔn)沒有定義，取決于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。我們常見的空指針一般指向0x00000000地址，即空指針的內(nèi)部用全0x00000000來表示，也有一些系統(tǒng)用一些特殊的地址值或者特殊的方式表示空指針。

在我們實(shí)際寫代碼時，關(guān)鍵點(diǎn)在于判斷哪個是空指針。

NULL 有什么作用

在大部分的CPU中，內(nèi)存的0x00000000地址處都不是可以隨便訪問的，所以野指針指向了這個區(qū)域可以保證野指針有個安家之所，否則會發(fā)生段錯誤。

當(dāng)你嘗試訪問的時候會阻止你，但是有些地址不是只讀的，如果一個指針指向了這個地址，你又在不經(jīng)意間修改了它，可能會導(dǎo)致一些重要的文件被修改，所以指針初始化成NULL是有必要的。

注意不要混用'\0' 和 '0' 和 0 ?和 NULL

• '\0'是一個轉(zhuǎn)義字符，他對應(yīng)的ASCII編碼值是0，本質(zhì)就是0；常用于表示字符串的結(jié)尾標(biāo)志，以判斷字符串有沒有到頭。
• '0'是一個字符，他對應(yīng)的ASCII編碼值是48，本質(zhì)是48。
• 0是一個int類型的數(shù)字，本質(zhì)就是0。
• NULL是一個表達(dá)式，是強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換為void *類型的0，一般用來比較指針是否是一個野指針。

NULL是不是0呢

NULL 就是0？

我們先來看以下代碼：

//https://tool.lu/coderunner/
#include
int?main()
{????
??int?*p=NULL;????
??printf("%s",p);?
}

結(jié)果如下：

輸出(null) ,在執(zhí)行int *p=NULL,打印出來空白，實(shí)際上p的值為0x00000000，在C語言中，NULL的本質(zhì)是0，但是這個0不是當(dāng)一個整形數(shù)據(jù)來解析，而是當(dāng)一個內(nèi)存地址來解析的，代表的是內(nèi)存的0地址。

(void *)0這個整體表達(dá)式表示一個指針，地址在哪里取決于指針變量本身，這個指針變量指向0地址（實(shí)際是0地址開始的一段內(nèi)存）。

NULL 不是0？

如果一個指針被賦予NULL，相當(dāng)于這個指針執(zhí)行了0x00000000這個邏輯地址，但是在C語言中0x0000這個邏輯地址用戶是不能使用的，所以當(dāng)你試圖取一個指向了NULL的指針的內(nèi)容時，就會提示段錯誤，測試一下代碼如下：

//https://tool.lu/coderunner/
//來源：技術(shù)讓夢想更偉大
//作者：李肖遙
#include
int?main()
{????
?
?int?*node?=?NULL;
?int?p?=?0;
?p?=?*node;
?printf("%d\n",p);
?
?return?0;
}

編譯結(jié)果如下：

由于指針node執(zhí)行的是NULL，也就是邏輯地址0x00000000，而這個地址不能訪問，所以編譯器提示段錯誤。

那么看到這里你覺得NULL還是0嗎？根據(jù)宏定義我們知道：(void *)0表示把數(shù)值0強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為void *類型，所以最后運(yùn)行結(jié)果為0。

變量在定義時，系統(tǒng)會給他分配內(nèi)存空間，指針變量也是一樣，如果指針沒有指向的話，那么地址就是隨機(jī)值，如果不小心用的話就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤，從而使程序退出。

NULL 使指針p指向地址0x00000000，在大多數(shù)系統(tǒng)中都將0x00000000作為不被使用的地址，所以運(yùn)用p也不會毀壞數(shù)據(jù)。

但也有系統(tǒng)會使用地址0x00000000，而將 NULL 定義為其他值，所以不要把 NULL 和 0 等同起來。

我們使用值傳遞的方式來看，在網(wǎng)上有一個面試題，這里我參考一下代碼，能夠幫助大家更好的理解，其代碼如下：

//https://tool.lu/coderunner/
//來源：技術(shù)讓夢想更偉大
//作者：李肖遙
#include?

void?vPassByFun(int?*node)
{
????static?int?N?=?1024;
????node?=?&N;
}

int?main()
{
?
????int?*node?=?NULL;
????int?p?=?0;
????vPassByFun(node);
????p?=?*node;
?
????printf("%d\n",p);
????
????return?0;
}

輸出結(jié)果如下：

vPassByFun函數(shù)是值傳遞，node指針變量的值并不受影響，所以這個程序的效果和上一個程序運(yùn)行結(jié)果都是段錯誤。

如果要讓結(jié)果為1024，應(yīng)該怎樣寫代碼呢？我們來這樣寫代碼：

//https://tool.lu/coderunner/
//來源：技術(shù)讓夢想更偉大
//作者：李肖遙
#include?

void?vPassByFun(int?**?node)
{
????static?int?N?=?1024;
????*node=&N;
}

int?main()
{
?
????int?*node?=?NULL;
????int?p?=?0;

????vPassByFun(&node);
????p?=?*node;

????printf("%d\n",p);
?
????return?0;

}

運(yùn)行結(jié)果如下：

傳遞一個二級指針也就是傳遞node指針變量的指針給vPassByFun函數(shù)，這樣的話結(jié)果就對了。

最后

編碼過程中，我們需要對自己的指針負(fù)責(zé)，往往導(dǎo)致bug出現(xiàn)或者找不到問題所在地的就是這種細(xì)節(jié)。最后，原創(chuàng)不易，希望能夠改正文章的錯誤，多提意見留言，謝謝。