C/C++指针之空指针，野指针

1. 简介

• C/C++指针常常让程序员很头疼。本文详细介绍C/C++的空指针和野指针。

2. 空指针

• NULL指针，他作为一个特殊的指针变量，让它指空，表示不指向任何地址。

• 对一个NULL指针解引用是一个非法的操作，所以在对指针解引用之前必须确保它不是一个NULL指针。

  if （p != NULL）
  {
  	*p = 1; //如果指针不为空指针，则对指针进行操作
  }
  else
  {
  	return 0； //空指针，退出
  }
  

3. C++11中的空指针

• C++11引入了nullptr关键字来表示指针空值。
• 用0和NULL表示空指针会产生歧义，建议用nullptr表示空指针，也就是（void*)0

  int main()
  {
  	//空指针定义
  	int* p1 = NULL;
  	int* p2 = 0;
  	//推荐
  	int* p3 = nullptr;
  	
  	return 0;
  }
  

• 为了提高代码的健壮性，在后续表示指针空值时建议最好使用 nullptr 。
• nullptr是对NULL的一个升级，因此在以后的初始化空指针时，建议大家使用nullptr。

4. 空指针的使用场景

4.1 指针初始化为空指针

• 在良好的C/C++编程习惯中，声明一个变量时最好给这个变量赋一个合适的初始值，否则就有可能出现不可预料的错误。

• 在C++中创建指针时，如果没有给指针初始化，计算机将分配用来存储地址的内存(指针的内存)，但不会分配用来存储指针所指向的的数据的内存。

  int* p;    //分配用来存储地址的内存(分配指针的内存)，这里并不知道指针指向哪块内存
  *p = 1;     //给指针指向的内存赋值
  

• 上述代码中没有赋予指针所指向的数据的内存，会照成难以预料的后果。

• 为了避免这个问题，我们都要给指针进行初始化。通常我们都是这样来初始化指针的。

  int main()
  {
  	//空指针定义
  	int* p1 = NULL;  //创建p1指针；p1指空，表示不指向任何地址。
  	int* p2 = 0;
  	
  	 //推荐
  	int* p3 = nullptr;
  	return 0;
  }
  

4.2 操作指针之前判断指针是否为空

• 在程序中要增加判断指针是否为空的代码，防止对空指针解引用造成系统崩溃，增强函数的健壮性

  if （p != NULL）
  	{
  		*p = 1; //如果指针不为空指针，则对指针进行操作
  	}
  	else
  	{
  		return 0； //空指针，退出
  	}
  

5. 野指针

• 野指针，也就是指向不可用内存区域的指针。如果对野指针进行操作，将会使程序发生不可预知的错误，甚至可能直接引起崩溃 。

• 野指针不是NULL指针，是指向“垃圾”内存的指针。人们一般不会错用NULL指针，因为用if语句很容易判断。但是野指针是很危险的，也具有很强的掩蔽性，if语句对它不起作用。

• 造成野指针的常见原因有三种：

1. 指针变量没有被初始化 。任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL指针。在Debug模式下，VC++编译器会把未初始化的栈内存上的指针全部填成 0xcccccccc ，当字符串看就是 “烫烫烫烫……”；会把未初始化的堆内存上的指针全部填成 0xcdcdcdcd，当字符串看就是 “屯屯屯屯……”。把未初始化的指针自动初始化为0xcccccccc或0xcdcdcdcd，而不是就让取随机值，那是为了方便我们调试程序，使我们能够一眼就能确定我们使用了未初始化的野指针。在Release模式下，编译器则会将指针赋随机值，它会乱指一气。所以，指针变量在创建时应当被初始化，要么将其设置为NULL，要么让它指向合法的内存。

2. 指针指向的内存被释放了，而指针本身没有置NULL 。对于堆内存操作，我们分配了一些空间（使用malloc函数、calloc函数或new操作符），使用完后释放（使用free函数或delete操作符）。指针指向的内存被释放了，而指针本身没有置NULL。通常会用语句if (p != NULL)进行防错处理。很遗憾，此时if语句起不到防错作用。因为即便p不是NULL指针，它也不指向合法的内存块。所以在指针指向的内存被释放后，应该将指针置为NULL。

3. 指针超过了变量的作用范围 。即在变量的作用范围之外使用了指向变量地址的指针。这一般发生在将调用函数中的局部变量的地址传出来引起的。这点容易被忽略，虽然代码是很可能可以执行无误，然而却是极其危险的。局部变量的作用范围虽然已经结束，内存已经被释放，然而地址值仍是可用的，不过随时都可能被内存管理分配给其他变量。