面试题：C语言中NULL指针常见的错误使用场景及避免方法

Question

在C语言中，简述NULL指针在哪些编程场景下容易被错误使用，并说明如何避免这些错误。例如在函数参数传递、内存分配与释放方面。

Answer 1

NULL指针容易被错误使用的场景及避免方法

1. 函数参数传递
   • 场景：调用函数时，可能误将NULL指针作为参数传递给期望有效指针的函数，例如一个处理字符串的函数，若传递了NULL指针代替有效的字符串指针，可能导致程序崩溃。
   • 避免方法：在函数内部对指针参数进行有效性检查，使用if (pointer != NULL)语句，若指针为NULL，可根据情况返回错误码或进行特殊处理，避免继续使用无效指针。
2. 内存分配与释放
   • 场景：在使用malloc等内存分配函数后，可能未检查返回值是否为NULL就直接使用，若内存分配失败（返回NULL），后续对该指针的操作会导致未定义行为。在释放内存时，可能重复释放已释放的指针，或释放NULL指针，这同样会导致未定义行为。
   • 避免方法：在内存分配后立即检查返回值，如int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int)); if (ptr == NULL) { /* 处理内存分配失败，如输出错误信息并终止程序 */ }。对于释放指针，在释放前检查指针是否为NULL，如if (ptr != NULL) { free(ptr); ptr = NULL; }，释放后将指针置为NULL，防止重复释放。
3. 指针初始化
   • 场景：声明指针变量后未初始化就使用，该指针可能指向任意内存地址，使用这样的“野指针”会导致未定义行为，若误将其当作NULL指针处理，也会产生错误。
   • 避免方法：声明指针变量时将其初始化为NULL，如int *ptr = NULL;，确保指针在使用前有明确且安全的初始状态。
4. 链表等数据结构操作
   • 场景：在链表遍历、插入、删除操作中，若对NULL指针处理不当，例如在遍历链表时未正确判断链表结束（即当前节点指针为NULL），继续访问NULL指针指向的内存，会导致程序崩溃。
   • 避免方法：在操作链表节点指针前，始终检查指针是否为NULL。在遍历链表时，使用while (current != NULL)的循环结构；在插入或删除节点时，仔细处理边界情况，确保不会产生对NULL指针的非法操作。