C 数组与指针, assert

１数组的本质

数组是多个元素的集合，在内存中分布在地址相连的单元中，所以可以通过其下标访问不同单元的元素。

２指针

指针也是一种变量，只不过它的内存单元中保存的是一个标识其他位置的地址。由于地址也是整数，在３２位平台下，指针默认为３２位。

３指针的指向

指向的直接意思就是指针变量所保存的其他的地址单元中所存放的数据类型。

int * p ;//p 变量保存的地址所在内存单元中的数据类型为整型

float *q;// ........................................浮点型

不论指向的数据类型为那种，指针变量其本身永远为整型，因为它保存的是地址。

4 字符数组

char  str[10] = {"hello world"};

char  *s ; s = "China";

C语言中没有真正的字符串类型，可以通过字符数组表示字符串，因为它的元素地址是连续的，这就足够了;

你把China 看作是字符串，但是编译器把它看作是地址 0x3000，即字符串常量的本质表现是代表它的第一个字符的地址;

那么 %s ，它的原理其实也是通过字符串首地址输出字符串，printf("%s ", s);   传给它的其实是s所保存的字符串的地址。

 C语言中操作字符串是通过它在内存中的存储单元的首地址进行的，这是字符串的终极本质。

 5  char *  与 char  a[ ];

 char *s 只是一个保存字符串首地址的指针变量， char a[ ] 是许多连续的内存单元，单元中的元素为char ，之所以用 char *能达到char a [ ] 的效果，还是字符串的本质，地址，即给你一个字符串地址，便可以随心所欲的操所他。。但是，char* 和 char a[ ] 的本质属性是不一样的。

6   char **  与char  * a[ ] ;

先看 char *a [ ] ;

由于[ ] 的优先级高于* 所以a先和 [ ]结合，他还是一个数组，数组中的元素才是char * ，前面讲到char * 是一个变量，保存的地址。。

所以 char *a[ ] = {"China","French","America","German"}；

同过这句可以看到， 数组中的元素是字符串，那么sizeof(a) 是多少呢，有人会想到是五个单词的占内存中的全部字节数 6+7+8+7 = 28；

但是其实sizeof(a) = 16；

为什么，前面已经说到， 字符串常量的本质是地址，a 数组中的元素为char * 指针，指针变量占四个字节，那么四个元素就是16个字节了

    #include <stdio.h>
　　　int main()
　　　{
　　　char *a [ ] = {"China","French","America","German"};
           printf("%p %p %p %p\n",a[0],a[1],a[2],a[3]); //数组元素中保存的地址
　　　printf("%p %p %p %p\n",&a[0],&a[1],&a[2],&a[3]);//数组元素单元本身的地址
　　　return 0;
　　　}

可以看到数组中的四个元素保存了四个内存地址，这四个地址中就代表了四个字符串的首地址，而不是字符串本身。。。

因此sizeof(a)当然是16了。。

注意这四个地址是不连续的，它是编译器为"China","French","America","German" 分配的内存空间的地址， 所以，四个地址没有关联。

char **s;

char **为二级指针， s保存一级指针 char *的地址。

char *a [ ] = {"China","French","America","German"};
char **s =   a;

为什么能把 a赋给s,因为数组名a代表数组元素内存单元的首地址，即 a = &a[0] = 0012FF38;

而 0x12FF38即 a[0]中保存的又是 00422FB8 ,这个地址， 00422FB8为字符串"China"的首地址。

即 *s = 00422FB8 = "China";

这样便可以通过s 操作 a 中的数据；

7 数据存储

首先要搞清楚编译程序占用的内存的分区形式，程序的内存分配：

一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、栈区（stack）—由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区（heap）—一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。
3、全局区（静态区）（static）—全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。
4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放。
5、程序代码区

#include <stdio.h>
int main()
{
    char * a1 = "abc";
    char a2[] = "abc";
    char *a3 ="abc";
    char a4[] = "abc";
    printf("char * a:%p\n",a1);//打印a1的值 
    printf("char a2[]:%p\n",a2);//打印a2的值 
    printf("char *a3:%p\n",a3);//打印a2的值 
    printf("char a4[]:%p\n",a4);//打印a2的值 
    return 0;
}

显而易见字符指针变量a 和a3的值是一样的，这说明它们指向同一块内存，这块内存就是上文所说的字符常量区；字符数组指针a2和a3的值不同且相差4字节，这说明它们指向的内存是不相同的，它们的“abc”其实是对字符常量区中“abc”的一份拷贝，并且数据是存放在栈中的。

8 const int *a与int *const a

见C基础的6，7，9；

9 ASSERT

assert宏的原型定义在<assert.h>中，其作用是如果它的条件返回错误，则终止程序执行，原型定义： 
#include <assert.h> 
void assert( int expression ); 

assert的作用是现计算表达式 expression ，如果其值为假（即为0），那么它先向stderr打印一条出错信息， 
然后通过调用 abort 来终止程序运行。 

提高程序健壮性之assert使用

编写能正常运行的程序很难；编写在错误情况下仍然表现的很“优雅”的程序更难。这篇文章将和大家讨论一些编程技巧，可以使我们在运行中的程序中早点发现错误，检测和从问题中恢复。那就先讨论下断言(assert)的使用吧。

在编码时，有一个好的目标应该时刻铭记在心，那就是：应该想办法让bug或者异常错误尽早使得程序down掉，或者出现错误。因为这样可以帮助你在开发和测试阶段尽快找出bug。有一些错误不会无缘无故的暴露自己，往往是产品都到了客户手上，这些错误才会显现出来。

一个最简单的检查异常条件的方法是使用标准C的assert宏，它的参数是一个bool表达式。当表达式为假时，程序会退出。在退出之前打印错误消息，包括源文件，行号，和表达式本身。断言非常有用，它提供了一个作用于程序内部的广泛的一致性检查方法。例如，使用断言测试函数参数的有效性，测试异常的返回值等等。

每一个断言的使用不仅提供了一个程序运行时的条件检查，也像一个对源代码级别的程序操作的说明性文档。如果你的程序包含了一个断言，也就是告诉那些阅读你源代码的人，在你的源代码中，在程序的这一点，这个条件应该为真，如果不为真，那就是一个bug。

当然，在追求性能的代码中，使用assert会降低程序性能。但是你放心，在编译时加入NDEBUG参数编译器就可以对assert进行预处理，从而移除它。正因为在预处理时可能移除assert，那你使用时就得小心了。什么时候用，什么时候不用就成了一个问题。通常，你不应该在assert内部调用函数，定义变量，或者使用改变值的操作符，如++。

我们假设你这样使用了：

for (i = 0; i <= 100; ++i) assert (do_something () == 0);

然后，你可能会发现这样会使得性能大大降低，从而在创新编译使使用NDEGUG参数。这将移除整个assert宏，这就将do_something( )也被移除了，再也不被调用。为了纠正错误，你应该这样写：

for (i = 0; i <= 100; ++i) { int status = do_something (); assert (status == 0); }

另外应该铭记在心的是，不要用assert去检查无效的输入。用户可不喜欢自己在输入时程序直接退出，即便是输入错误，程序最好也有友好的响应。所以，你应该对无效输入进行检查，并输出一些有用的提示信息。只在程序运行中进行内部检查时使用断言。

在这里，我会给出一些比较好的在程序中使用assert的地方：

(1)空指针检查。例如，针对一个函数的参数进行空指针检查。你可以这样使用：assert (pointer != NULL);，产生的错误会像这样：Assertion ‘pointer != ((void *)0)’ failed。这样，当出现空指针时，你的程序就会退出，并很好的给出错误信息。

(2)检查函数参数的值。例如，如果一个函数只能在它的一个参数foo为正值的时候被调用，你可以在函数开始时这样写:assert (foo > 0);，这将帮助你检测函数的错误使用，这也给源代码阅读者很清晰的印象，那就是在这里对函数的参数值有限制。

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_40746176/article/details/89036100

原文链接：https://blog.csdn.net/daiyutage/article/details/8604720

原文链接：https://blog.csdn.net/supreme42/article/details/7021518