C语言程序设计实用教程第8章.ppt

2020/4/25,C语言程序设计教程,1,8.1指针与指针变量8.2指向数组的指针变量8.3指向字符串的指针变量8.4指针数组与命令行参数8.5指针与函数8.6指针小结,第8章指针,2020/4/25,C语言程序设计教程,2,教学提示“指针”是C语言中广泛使用的一种数据类型，运用指针编程是C语言最主要的风格之一。利用指针变量可以表示各种数据结构，实现动态内存分配，不但能很方便地使用数组和字符串，还能像汇编语言一样处理内存地址，从而编出精练而高效的程序。但是，由于指针概念较复杂，使用较灵活，初学者常常感到较难理解，因此，学习时必须从指针的概念入手，正确理解指针及指针在数组和函数方面的应用。教学目标要求学生掌握指针的概念和运算规则，掌握用指针访问变量、一维数组和二维数组的方法，以及用指针处理字符串的方法。通过多编程、多上机调试程序来体会指针的概念及其使用的规律，并应用于实际的编程中。,2020/4/25,C语言程序设计教程,3,8.1指针与指针变量,8.1.1指针的概念1.内存与内存地址内存地址：内存是计算机用于存储数据的存储器，以一个字节作为存储单元，为了便于访问，给每个字节单元一个唯一的编号，第一字节单元编号为0，以后各单元按顺序连续编号，这些单元编号称为内存单元的地址。变量地址：变量所分配存储空间的首字节单元地址（字节单元编号）。,2020/4/25,C语言程序设计教程,4,2、变量、变量名、变量的地址、变量值每个变量都通过变量名与相应的存储单元相连系，具体分配哪些单元给变量，由编译系统完成变量名到对应内存单元地址的变换。变量分配存储空间的大小由类型决定。变量的值则是指相应存储单元的内容。,2020/4/25,C语言程序设计教程,5,3、指针、变量的指针和指针变量指针：就是“内存单元的地址”。指针指向一个内存单元。变量的指针：就是“变量的地址”。变量的指针指向一个变量对应的内存单元。指针变量：就是地址变量。地址（指针）也是数据，可以保存在一个变量中。保存地址（指针）数据的变量称为指针变量。,2020/4/25,C语言程序设计教程,6,系统为特殊变量p（用来存放地址的）分配的存储空间地址是4800，p中保存的是变量a的地址,即4000，当要读取a变量的值12345时，不是直接通过a变量,也不是直接通过保存12345的内存单元的地址4000去取值，而是先通过变量p得到p的值4000，即a的地址，再根据地址4000读取它所指向单元的值12345。,这种间接的通过变量p得到变量a的地址，再存取变量a的值的方式即为“间接存取”。通常称变量p指向变量a，变量a是变量p所指向的对象,2020/4/25,C语言程序设计教程,7,4、变量值的存取通过变量在内存中的地址进行存取,系统执行“scanf(”%d“,”时，存取变量a值的方式可以有两种：直接访问直接利用变量的地址进行存取。1）上例中scanf(“%d”,(定义p1为指向实型变量的指针变量)char*p2;(定义p2为指向字符型变量的指针变量)在指针变量定义中，*是一个说明符，它表明其后的变量是指针变量，如p是指针变量,而不要认为“*p”是指针变量。指针变量定义时指定的数据类型不是指针变量本身的数据类型，而是指针变量所指向的对象（或称目标）的数据类型指针变量存放的是所指向的某个变量的地址值，而普通变量保存的是该变量本身的值指针变量并不固定指向一个变量，可指向同类型的不同变量,2020/4/25,C语言程序设计教程,12,(1)指针运算符与地址运算符与指针引用有关的两个运算符：语句仅仅定义了指针变量p，但指针变量并未指向确定的变量(或内存单元)。因为这些指针变量还没有赋给确定的地址值，只有将某一具体变量的地址赋给指针变量之后，指针变量才指向确定的变量（内存单元）。指针变量初始化:在定义指针时同时给指针一个初始值如：inta,*p=,2020/4/25,C语言程序设计教程,14,8.1.3指针变量的引用,与指针引用有关的两个运算符：（1）float*pf;第一行定义了整型变量a,b及指针变量pa,pb。pa、pb还没有被赋值，因此pa、pb没有指向任何变量,下面语句完成对pa,pb的赋值：pa=,2020/4/25,C语言程序设计教程,17,例如：intj,k;int*pointer1,*pointer2;pointer1=,2020/4/25,C语言程序设计教程,18,(2)相同类型的指针变量间的赋值,pa与pb都是整型指针变量，它们间可以相互赋值，如：pb=pa;即pa,pb都指向变量a，此时a、*pa、*pb是等价的。指针指向变化如下图:,注意：只有相同类型的指针变量才能相互赋值，如pf=pa;是不允许的。因为pa是整型指针,pf是浮点型指针。,2020/4/25,C语言程序设计教程,19,（）给指针变量赋空值,给指针变量赋空值，说明该指针不指向任何变量。“空”指针值用NULL表示，NULL是在头文件stdio.h中预定义的常量，其值为，在使用时应加上预定义行,如：#includestdio.hint*pa=NULL;亦可以用下面的语句给指针赋“空值”:pa=0;或:pa=0;这里指针pa并非指向0地址单元，而是具有一个确定的“空值”，表示pa不指向任何变量。注意：指针虽然可以赋值0，但却不能把其它的常量地址赋给指针。例如：pa=4000;是非法的。,2020/4/25,C语言程序设计教程,20,例8.1指针定义与初始化,main()inta,b;int*pointer_1,*pointer_2;a=100;b=10;pointer_1=,2020/4/25,C语言程序设计教程,21,程序运行结果：100，10100，10,2020/4/25,C语言程序设计教程,22,例8.2从键盘上输入两个整数到a、b,按由大到小输出。,#includemain()inta,b,*pa=/*pa指向大数，pb指向小数*/,2020/4/25,C语言程序设计教程,23,若输入：1222输出结果:a=12,b=22max=22,min=12,(b)(c)指针变化示意图,2020/4/25,C语言程序设计教程,24,2.指针的算术运算,(1)加减运算:一个指针可以加、减一个整数n，其结果与指针所指对象的数据类型有关。指针变量的值应增加或减少“nsizeof(指针类型)”。加减运算常用于数组的处理。对指向一般数据的指针，加减运算无实际意义。例如：inta10，*p=a，*x；x=p+3；/*实际上是p加上3*2个字节赋给x，x指向数组的第三个分量*/对于不同基类型的指针，指针变量“加上”或“减去”一个整数n所移动的字节数是不同的。例如：floata10，*p=a，*x；p=p+3；/*实际上是p加上3*4个字节赋给x，x依然指向数组的第三个分量*/,2020/4/25,C语言程序设计教程,25,(2)自增自减运算,指针变量自增、自减运算具有上述运算的特点，但有前置后置、先用后用的考虑，务请小心。例如：inta10，*p=a，*x；x=p+；/*x第一个元素分量，p指向第二个元素*/x=+p；/*x、p均指向数组的第二个分量*/*p+相当于*（p+）。*（p+）与（*p）+含义不同，前者表示地址自增，后者表示当前所指向的数据自增。,2020/4/25,C语言程序设计教程,26,2.*执行了“p=int*p;p=(把数组的首地址赋给指针变量p),p=把a0元素的地址赋给指针变量p。也就是说，p指向a数组的第一个元素。,2020/4/25,C语言程序设计教程,30,2020/4/25,C语言程序设计教程,31,C语言规定：数组名代表数组首地址,是一个地址常量。因此，下面两个语句等价：p=两句。,2020/4/25,C语言程序设计教程,32,指向数组的指针变量p,a+0,p+1或a+1,p+9或a+9,*（a+9)或*(p+9),2020/4/25,C语言程序设计教程,33,8.2.2.通过指针引用数组元素*p=5;表示对p当前所指的数组元素赋以一个值5。C规定：p+1指向数组的下一元素(而不是将p值简单地加1)。p+1意味着使p的原值（地址）加d个字节（d为一个数组元素所占的字节数）。,如果p的初值为inti;for(i=0;i10;i+)scanf(%d,例8.5用三种方法输出数组全部元素。(1)下标法,2020/4/25,C语言程序设计教程,36,main()inta10;inti;for(i=0;i10;i+)scanf(%d,(2)通过数组名计算数组元素地址,输出元素的值,2020/4/25,C语言程序设计教程,37,(3)用指针变量指向数组元素main()inta10;int*p,i;for(i=0;i10;i+)scanf(%d,三种方法的比较：用下标法比较直观，能直接知道是第几个元素；而用指针法则执行效率更高。,2020/4/25,C语言程序设计教程,38,使用指针变量时，应注意：（1）指针变量可实现使本身的值改变。P+合法；但a+不合法（a是数组名，代表数组首地址，在程序运行中是固定不变的。）（2）要注意指针变量的当前值。,2020/4/25,C语言程序设计教程,39,（3）*p+相当于*(p+)，因为*与+优先级相同，且结合方向从右向左，其作用是先获得p指向变量的值，然后执行p=p+1;（4）*(p+)与*(+p)意义不同，后者是先p=p+1，再获得p指向的变量值。若p=a，则输出*(p+)是先输出a0，再让p指向a；输出*(+p)是先使p指向a，再输出p所指的a。（5）（*p）+表示的是将p指向的变量值+,2020/4/25,C语言程序设计教程,40,8.2.3用数组名作函数参数,用数组名作函数参数时，由于数组名代表的是数组起始地址，因此传递的值是数组首地址，所以要求形参为指针变量。引入指向数组的指针变量后，数组及指向数组的指针变量作函数参数时，可有种等价形式（本质上是一种，即指针数据作函数参数）：（1）形参、实参都用数组名（2）形参、实参都用指针变量（3）形参用指针变量、实参用数组名（4）形参用数组名、实参用指针变量,2020/4/25,C语言程序设计教程,41,例8.4将数组a中n个整数按相反顺序存放。,算法为：将a0与an-1对换，再a1与an-2对换,直到将a(n-1/2)与an-int(n-1)/2)对换。今用循环处理此问题，设两个“位置指示变量”i和j，i的初值为0，j的初值为n-1。将ai与aj交换，然后使i的值加1，j的值减1，再将ai与aj交换，直到i=(n-1)/2为止，如图所示。,2020/4/25,C语言程序设计教程,42,2020/4/25,C语言程序设计教程,43,程序如下：voidinv(intx,intn)/*形参x是数组名*/inttemp,i,j,m=(n-1)/2;for(i=0;i=m;i+)j=n-1-i;temp=xi;xi=xj;xj=temp;return;,2020/4/25,C语言程序设计教程,44,main()inti,a10=3,7,9,11,0,6,7,5,4,2;printf(Theoriginalarray:n);for(i=0;i10;i+)printf(%d,ai);printf(n);inv(a,10);/*实参是数组名*/printf(Thearrayhasbeeninverted:n);for(i=0;i10;i+)printf(%d,ai);printf(n);,2020/4/25,C语言程序设计教程,45,对例8.4作一些改动,将函数inv中的形参x改成指针变量。实参为数组名a，即数组a的首地址，将它传给形参指针变量x,这时x就指向a0。x+m是am元素的地址。设i和j以及p都是指针变量，i指向x，j指向x+n-1，使*i与*j交换就是使ai与aj交换。见下例。,2020/4/25,C语言程序设计教程,46,程序如下：voidinv(int*x,intn)/*形参x为指针变量*/int*p,temp,*i,*j,m=(n-1)/2;i=x;j=x+n-1;p=x+m;for(;i=p;i+,j-)temp=*i;*i=*j;*j=temp;,2020/4/25,C语言程序设计教程,47,main()inti,a10=3,7,9,11,0,6,7,5,4,2;printf(Theoriginalarray:n);for(i=0;i10;i+)printf(%d,ai);printf(n);inv(a,10);/*实参是数组名*/printf(Thearrayhasbenninverted:n);for(i=0;i10;i+)printf(%d,ai);printf(n);,运行情况与前一程序相同。,2020/4/25,C语言程序设计教程,48,归纳起来，如果有一个实参数组，想在函数中改变此数组的元素的值，实参与形参的对应关系有以下种：形参和实参都是数组名。如：main()inta10;f(a,10),f(intx,intn)这时形参x和实参a共用一段内存单元。,2020/4/25,C语言程序设计教程,49,实参用数组，形参用指针变量。如：main()inta10;f(a,10),f(int*x,intn),2020/4/25,C语言程序设计教程,50,实参、形参都用指针变量。如：main()inta10,*p=a;f(p,10),f(int*x,intn),2020/4/25,C语言程序设计教程,51,实参为指针变量，形参为数组名。如：main()inta10,*p=a;f(p,10),以上四种方法，本质上都是地址的传递。其中（1）（4）两种只是形式上的不同，实际上都是使用指针变量。,f(intx,intn),2020/4/25,C语言程序设计教程,52,例8.6用选择法对10个整数排序。,main()int*p,i,a10=3,7,9,11,0,6,7,5,4,2;printf(Theoriginalarray:n);for(i=0;i10;i+)printf(%d,ai);printf(n);p=a;sort(p,10);for(p=a;pa+10;p+)printf(%d,*p);printf(n);,2020/4/25,C语言程序设计教程,53,sort(intx,intn)inti,j,k,t;for(i=0;ixk)k=j;if(k!=i)t=xi;xi=xk;xk=t;,说明：函数sort用数组名作为形参，也可改为用指针变量，这时函数的首部可以改为：sort(int*x,intn)其他可一律不改。这时将x定义为指针变量，在函数中仍可用xi、xk这样的形式表示数组元素，它就是x+i和x+k所指的数组元素。,2020/4/25,C语言程序设计教程,54,8.2.4指向多维数组的指针变量,1.二维数组的地址设有一个二维数组a,它有三行四列:inta34=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11数组名a:代表整个二维数组的首地址，也就是第0行的首地址。a+i:代表第i行的首地址。(见下页图),2020/4/25,C语言程序设计教程,55,数组名a代表整个二维数组的首地址:,上图a数组包含三个元素:a0,a1,a2.而每个元素又是一个一维数组,它包含4个元素(即4个列元素),如:a0又包含:a00,a01,a02，a03.,2020/4/25,C语言程序设计教程,56,2020/4/25,C语言程序设计教程,57,数组及数组元素的地址表示如下：从二维数组的角度来看，a是二维数组名，a代表整个二维数组的首地址，也是二维数组第0行的首地址，等于1000。a+1代表第一行的首地址，等于1008。如图8.11所示：,2020/4/25,C语言程序设计教程,58,一维数组名ai:代表第i行的首地址，即第i行中第0列元素的地址（既intk,j,*p;for(j=0;j2;j+)/*方式1*/for(k=0;k3;k+)printf(%5d,*(aj+k)；/*aj是j行首地址，aj+k是j行k列元素的地址*/putchar(n);,2020/4/25,C语言程序设计教程,63,接上页：,for(j=0;j2;j+)/*方式2*/for(k=0;k3;k+)printf(%5d,*(*(a+j)+k)；/*(a+j)是j行首地址，*(a+j)+k是j行k列元素的地址*/putchar(n);p=a;/*p指向数组的第一个元素*/for(j=0;j2;j+)/*方式3*/for(k=0;k3;k+)printf(%5d,*(p+)；/*输出p所指示的元素*/putchar(n);,2020/4/25,C语言程序设计教程,64,输出的结果是：034503450345,2020/4/25,C语言程序设计教程,65,对二维数组，注意区分以下表示的不同含义：a、二维数组名、数组首址是常量指针。a+i、如：inta34;int(*p)4;p=a;,2020/4/25,C语言程序设计教程,67,注意：（1）int(*p)4;定义一个指针变量p,p指向包含4个元素的一维数组。（2）p+i与*(p+i)的区别:p+i是指向第i行的指针（第i行的首地址）；*(p+i)是指向第i行第1个元素的地址；两者数值相等，但含义不同：p+i的增值将以行长为单位，而*(p+i)增值将以元素长度为单位。,2020/4/25,C语言程序设计教程,68,即：p+i+1将指向第i行再下一行的首地址，而*(p+i)+1将指向第i行首元素的下一个元素地址。(见下图)设inta34,(*p)4;p=a;,如果p先指向a0,则p+1不是指向a01,而是指向a1,2020/4/25,C语言程序设计教程,69,例8.7main()staticinta34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23;int(*p)4,i,j;p=a;scanf(i=%d,j=%d,2020/4/25,C语言程序设计教程,70,例8.8用指向二维数组的指针变量输出二维数组，并将数组中的最大元素及所在行列号输出。,main()inta34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23;inti,j,max,*p;introw=0,col=0;p=a0;/*指针p指向数组a的第0行第0列*/max=*p;/*先把第一个元素作为最大值*/for(i=0;i3;i+)printf(“n”);for(j=0;j4;j+)printf(“%5d”,*p);if(max*p)max=*p;row=i;col=j;p+;printf(“nmaxis：a%2d%2d=%-4d”,row,col,max);,2020/4/25,C语言程序设计教程,71,运行结果：1357911131517192123maxis：a23=23,2020/4/25,C语言程序设计教程,72,例8.9用行指针变量输出二维数组，并将数组中的最大元素及所在行列号输出。,main()inta34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23;inti,j,max,row=0,col=0;int(*p)4;/*定义p为指向一个有4个元素的行指针变量*/p=a;/*指针p指向数组a的第0行*/max=*p;/*先把第一个元素作为最大值*/for(i=0;i3;i+)printf(“n”);,2020/4/25,C语言程序设计教程,73,for(j=0;j4;j+)printf(“%5d”,*(*p+j);/*(*p+j)相当于*(*(p+0)+j)是第0行第j列的元素*/if(maxyreturn(/*指针变量q作为指针函数的返回值,输入：8，9输出：max=9maxp=9,返回指针的函数是很有用的，在库函数中有许多是返回指针值的，如字符串函数strcat（）、strcpy（），动态存储分配函数malloc（）、calloc（）等，读者应熟练掌握。,2020/4/25,C语言程序设计教程,107,8.5.3指向函数的指针,一个函数包括一组指令序列，存储在某一段内存中，这段内存空间的起始地址称为函数的入口地址，称函数入口地址为函数的指针。函数名代表函数的入口地址。可以定义一个指针变量，其值等于该函数的入口地址，指向这个函数，这样通过这个指针变量也能调用这个函数。这种指针变量称为指向函数的指针变量。定义指向函数的指针变量的一般形式为：类型标识符（*指针变量名）（）；,2020/4/25,C语言程序设计教程,108,例如：int(*p)（）;/*指针变量p可以指向一个整型函数*/float(*q)（）;/*指针变量q可以指向一个浮点型函数*/上面定义的指向函数的指针变量，亦象其它指针变量一样要赋以地址值才能引用。当将某个函数的入口地址赋给指向函数的指针变量，就可用该指针变量来调用所指向的函数。函数名代表函数的入口地址，给函数指针赋初值：只需将函数名（函数的入口地址值）赋给指针变量即可。例如int(*p)();intmax(inta,intb);则有赋值语句：p=max;/*p指向函数max()，即将函数的入口地址值赋给指针变量p*/,2020/4/25,C语言程序设计教程,109,这时我们就可以用指针来调用函数了，这种调用方式称为间接调用。如：a=(*p)(m,n)这与前面所讲的函数调用：a=max(m,n)是等价的。后者称为直接调用。指针调用函数的一般形式为：(*指针变量)(实参表)；如上例：m=(*p)(12,22);/*比较m=max(12,22);*/,2020/4/25,C语言程序设计教程,110,例8.15函数max()用来求一维数组中元素的最大值，在主调函数中用函数名调用该函数与用函数指针调用该函数来实现。#includestdio.h#defineM8main()floatsumf,sump;floataM=11,2,-3,4.5,5,69,7,80;float(*p)();/*定义指向函数的指针p*/floatmax(floata,intn);/*函数声明*/p=max;/*函数名（函数入口地址）赋给指针p*/sump=(*p)(a,M);/*用指针方式调用函数*/,2020/4/25,C语言程序设计教程,111,sumf=max(a,M);/*用函数名调用max()函数*/printf(sump=%.2fn,sump);printf(sumf=%.2fn,sumf),floatmax(floata,intn)intk;floats;s=a0;for(k=1;kn;k+)if(s0)r=m%base;/*求余数*/if(r10)*p=r+48;/*小于10的数转换成字符后送p指向的元素*/else*p=r+55;/*数1015转换成AF后送p指向的元素*/m=m/base;p+;/*指针下移*/*p=0;/*在最后加上字符串结束标志*/,输入：Inputradix(2,8,16):16Inputapositiveinteger:435678输出：6A5DE,