兩道面試題所引發的C指針的思考

本文將以兩道典型的面試題為切入點，引發我們對于C語言指針的思考。并給予詳細的解釋，從原理角度來解析C指針。全文也是源碼分析加結果演示的形式說明問題所在。

問題一：

以下的代碼段是否正確，如果正確結果是什么？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;

　　}

如果大家不仔細看的話，一定認為是正確的，因為沒有發現明顯的語法錯誤。不錯你的想法是對的，編譯的時候一定可以通過，但是當你運行可執行程序的時候發現：“哎呀，段錯誤！”，也沒錯，確實也發生了段錯誤，也許這個段錯誤比較隱蔽不易發現并定位。下面我們使用gdb來定位到段錯誤的位置，并分析錯誤原因：

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的C語言源文件)，然后生成了可以以用于gdb調試且可以定位段錯誤的可執行程序，接下來輸入gdb ./a.out 進入gdb調試模式，輸入r運行程序，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：發現是我們把一個指針常量NULL作為fun函數的參數傳遞給了p，造成了子函數中對一個指針常量進行賦值操作，于是就在程序運行中調用fun函數的時候造成了段錯誤。

以上就是這段代碼的錯誤分析，既然我們通過gdb定位到了段錯誤的位置，也分析出了段錯誤產生的原因，那么如何修改代碼才能實現相應的功能還不至于造成段錯誤呢？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值能夠裝得下指針不就行了于是對代碼段做如下改變：

　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;

　　}

對比發現，這次我們傳遞了一個二級指針&str，實際上就是傳遞了裝載指針的容器，這樣以來我們就可以把在子函數中動態分配的內存空間的首地址放到了這個“容器”中了（即是str被賦值上了新分配內存的首地址）。在一次編譯執行，無段錯誤，結果輸出“hello”字符串。也就完美地解決了這道錯誤非常隱蔽的面試題。

同樣有的同學會想，把NULL掉咋樣？編譯運行發現還是出現段錯誤，還是同樣的問題：指針str屬于局部變量，系統會隨機分配一個地址給str，同樣是指針常量賦值。而當我們解決了這道題，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（因為他被系統認為是只讀），還知道了將一個二級指針作為參數傳遞可以保存一個地址的值，這也是編程的一個技巧。

接下來我們在看一看第二道題：

問題二：

以下代碼段的執行結果？

　　　　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

雖然代碼很簡練，但是如果不細心分析還是很難把這道題答案寫出來的，甚至是沒有任何思路。實際上這道題考察的是大家對于指針的掌握和ascii的一些知識：大家一定要理解*argv意思，如果不注意可能會認為是取命令行參數的第二個字符串的值。其實不然，這樣理解的話大家對于指向一個字符串的字符指針的的不理解，指向一個字符串的字符指針實際上是指向一個字符串首字符的地址，命令行參數輸入的12 345 678看似數字，實際上是一個個字符串，*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表示的字符轉化為對應的數字也就是數字1、3、6。到這里我們在通過推理就得到了最終的結果：136。

通過了這一番地分析是不是也挺簡單的，那必須的啊，通過這道面試題我們也就知道了：指向一個字符串的指針實際上就是把字符串的首地址賦給了指針變量，還有就是一個字符減去’0’就能得到字符所對應的數字。

當然這只是兩道比較易錯的使用指針的面試題，很多面試題都是從大家對指針本質的認識上著手來考察大家，只要掌握指針的本質，了解常見段錯誤的產生的原因和處理方案，了解C語言內存的分配情況就能煉就一雙“火眼金睛”，從本質上真正精通C語言。