面试题：C语言中未初始化指针的风险

Question

请解释在C语言中使用未初始化指针会带来哪些风险，并举例说明如何避免这些风险。

Answer 1

使用未初始化指针的风险

1. 未定义行为：访问未初始化指针指向的内存位置会导致未定义行为。这意味着程序的行为是不可预测的，可能导致程序崩溃、产生错误的结果，或者看似正常运行但隐藏着难以察觉的问题。例如，当尝试解引用（通过 * 运算符访问指针指向的值）一个未初始化的指针时，程序可能访问到系统的关键内存区域，破坏重要数据，从而使程序崩溃。
2. 内存安全问题：未初始化指针可能指向任意内存地址，这可能会导致内存泄漏或非法内存访问。如果将未初始化指针传递给函数，函数可能会错误地使用该指针，进一步扩大问题范围。

避免风险的方法

1. 初始化指针：在声明指针时，立即将其初始化为 NULL 或者指向有效的内存地址。例如：

int *ptr = NULL; // 初始化为 NULL
int num = 10;
int *ptr2 = # // 初始化为指向有效内存地址

2. 动态内存分配时检查：当使用 malloc 等函数动态分配内存时，检查返回值是否为 NULL，以确保内存分配成功。如果分配失败，指针将为 NULL，避免后续未定义行为。

int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int));
if (ptr == NULL) {
    // 处理内存分配失败的情况，例如输出错误信息并退出程序
    fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n");
    return 1;
}
// 使用 ptr 进行操作
*ptr = 42;
free(ptr); // 使用完毕后释放内存

3. 使用前检查指针有效性：在解引用指针之前，始终检查指针是否为 NULL。

int *ptr = NULL;
if (ptr != NULL) {
    // 解引用指针进行操作
    int value = *ptr;
}