指针算术存在陷阱和注意事项，包括越界读取/写入、野指针、指针除法运算、指针类型转换。避免这些陷阱的方法有验证指针指向有效内存、小心使用指针偏移量、避免野指针、谨慎处理指针类型转换。例如，str_len() 函数使用指针偏移量 str++ 递增指针，确保不会越界，从而计算字符串长度。

指针算术的陷阱与注意事项

指针算术是一种强大的技术，可以让程序员更高效地处理内存。然而，需要注意一些陷阱和注意事项，以避免出现未定义行为或崩溃。

越界读取或写入

最常见的陷阱是越界读取或写入。当指针指向数组或结构之外的内存时，就会发生这种情况。例如：

int array[] = {1, 2, 3};
int *ptr = &array[2];
*(ptr + 1) = 4; // 越界写入

野指针

野指针是指向未分配内存区域的指针。当来自野指针的数据被引用时，会产生未定义行为。例如：

int *ptr;
*ptr = 5; // 野指针

除法运算

指针除法运算可能会导致意外的结果。例如：

int *ptr1, *ptr2;
// ptr1 和 ptr2 指向同一数组的不同元素
ptr2 = ptr1 + 5;
// 现在 ptr2 指向 ptr1 指向的元素之外

指针类型转换

指针类型转换（例如 (char *)ptr）可能会导致奇怪的行为。例如：

int *ptr = ...;
char *char_ptr = (char *)ptr;
char_ptr[0] = 'a'; // 可能覆盖 int 数据

避免陷阱

避免这些陷阱的最佳做法包括：

• 始终验证指针是否指向有效的内存区域，例如通过使用边界检查。
• 使用指针偏移量时小心，确保它们不会导致越界。
• 避免使用野指针。
• 谨慎处理指针类型转换。

实战案例

以下函数使用指针算术迭代一个字符串，并计算其长度：

int str_len(char *str)
{
    int len = 0;
    while (*str++) {
        len++;
    }
    return len;
}

在这个函数中，指针 str 由指针偏移量 str++ 递增。此偏移量使指针指向字符串的下一个字符，并确保它不会越界，因为 str 始终指向一个有效的字符或终止符 '0'.

结论

指针算术是一项功能强大的技术，但需要注意其陷阱和注意事项。通过遵循这些最佳实践，程序员可以避免出现未定义行为、崩溃和意外结果，并写出更可靠和高效的代码。