C语言程序设计教程第7章

第7章指针7.1指针的基本概念7.2指针变量7.3数组与指针7.4字符串与指针7.5指针数组与指向指针的指针7.6函数与指针7.7程序举例7.1指针的基本概念（1）直接存取所谓直接存取，是指在程序执行过程中需要存取变量值时，直接存取变量所占内存单元中的内容。（2）间接存取所谓间接存取，是指为了要存取一个变量值，首先从存放变量地址的指针变量中取得该变量的存储地址，然后再从该地址中存取该变量值。在C语言中，用符号“*”表示“指向”，反映指针变量与它所指的变量之间的联系：（1）在变量类型说明中，变量前加“*”用于区别于普通变量。（2）在表达式中，变量前加“*”表示间接访问。7.2指针变量7.2.1指针变量的定义与引用变量的指针就是变量的地址，即指针变量用于存放变量的地址（即指向变量）。定义指针变量的一般形式为类型标识符*指针变量名；下面对指针变量作几点说明：（1）指针变量名前的“*”表示该变量为指针变量，而指针变量名不包含该“*”。（2）一个指针变量只能指向同一类型的变量。（3）指针变量中只能存放地址，而不能将数值型数据赋给指针变量。（4）只有当指针变量中具有确定地址后才能被引用。（5）与一般的变量一样，也可以对指针变量进行初始化。7.2.2指针变量作为函数参数与普通变量一样，指针变量也可以作为函数参数。利用指针变量作为函数的形参，可以使函数通过指针变量返回指针变量所指向的变量值，从而实现函数调用函数与被调用函数之间数据的双向传递。在用指针变量作为函数形参时，其实参也应为指针变量。例7.2利用指针变量实现两个变量值的互换。其C程序如下：#includestdio.hswap(p1，p2)int*p1，*p2；{intt；t＝*p1；*p1＝*p2；*p2＝t；return；}main(){inta，b；scanf(%d，%d，&a，&b)；printf(a＝%d，b＝%d\n，a，b)；swap(&a，&b)；printf(a＝%d，b＝%d\n，a，b)；}7.3数组与指针7.3.1数组的指针与数组元素的指针所谓数组的指针是指数组的首地址。数组元素的指针是指数组元素的地址。因此，同样可以用指针变量来指向数组或数组元素。例7.3下列C程序是从键盘为数组元素输入数据：#includestdio.hmain(){inta[10]，i；for(i＝0；i＜10；i＝i＋1)scanf(%d，&a[i])；printf(\n)；for(i＝0；i＜10；i＝i＋1)printf(%5d\n,a[i])；}也可以直接使用数组名，将上述程序改为#includestdio.hmain(){inta[10]，i；for(i＝0；i＜10；i＝i＋1)scanf(%d，a＋i)；printf(\n)；for(i＝0；i＜10；i＝i＋1)printf(%5d\n,*(a＋i))；}还可以使用指针变量，将上述程序改为#includestdio.hmain(){inta[10]，*p＝a，i；for(i＝0；i＜10；i＝i＋1)scanf(%d，p＋i)；printf(\n)；for(i＝0；i＜10；i＝i＋1)printf(%5d\n,*(p＋i))；}使用指针变量后，指针变量所指向的数组元素也可以用下标的形式，又可以将上述程序改为#includestdio.hmain(){inta[10]，*p＝a，i；for(i＝0；i＜10；i＝i＋1)scanf(%d，p＋i)；printf(\n)；for(i＝0；i＜10；i＝i＋1)printf(%5d\n,p[i])；}以上四个程序是等价的。下面对数组与指针作几点说明：（1）指针变量可以指向数组中的任何一个元素。（2）用于指向数组或数组元素的指针变量类型必须与数组类型相同。（3）C语言规定，当指针变量p指向数组的某一元素时，p＋1将指向下一个元素。（4）C语言规定，数组名代表数组的首地址，但它是固定不变的，即不能对数组名进行赋值（即赋以新的地址值）。7.3.2数组指针作为函数参数一般来说，在数组指针作函数参数时，有以下四种情况：（1）实参与形参都用数组名。例如，main()f(x，n){inta[10]；intx[]，n；…{…f(a，10)；………}}（2）实参用数组名，形参用指针变量。例如，main()f(x，n){inta[10]；int*x，n；…{…f(a，10)；………}}（3）实参与形参都用指针变量。例如，main()f(x，n){inta[10]，*p＝a；int*x，n；…{…f(p，10)；………}}（4）实参用指针变量，形参用数组名。例如，main()f(x，n){inta[10]，*p＝a；intx[]，n；…{…f(p，10)；………}}7.3.3多维数组与指针1．对多维数组的理解2．多维数组的指针多维数组的指针有以下两种。（1）指向数组元素的指针变量例7.5下列C程序是将一个二维数组中的元素按矩阵方式输出。#includestdio．hmain(){staticinta[3][4]＝{1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12}；int*p；for(p＝a[0]；p＜a[0]＋12；p＝p＋1){if((p－a[0])%4＝＝0)printf(\n)；printf(%5d，*p)；}printf(\n)；}（2）指向数组行的指针变量所谓指向数组行的指针变量p，是指当p指向数组的某一行时，p＋1将指向数组的下一行。即：如果p＝&a[i]时，则p＋1＝&a[i＋1]。定义指向数组行的指针变量的一般形式如下：类型标识符(*指针变量名)[数组行元素个数]；7.4字符串与指针7.4.1字符串指针在C语言中，表示一个字符串有以下两种形式：（1）用字符数组存放一个字符串。（2）用字符指针指向一个字符串。字符数组和字符指针变量都能实现字符串的存储与运算。两者既有联系又有区别，主要体现在以下几个方面：（1）字符数组由元素组成，每个元素中存放一个字符；而字符指针变量中存放的是地址，也能作为函数参数。（2）对数组赋初值要用static存储类别。（3）只能对字符数组中的各个元素赋值，而不能用赋值语句对整个字符数组赋值。（4）字符数组名虽然代表地址，但数组名的值不能改变。（5）可以用下标形式引用指针变量所指向的字符串中的字符。（6）可以通过输入字符串的方式为字符数组输入字符元素；但不能通过输入函数让字符指针变量指向一个字符串，因为由键盘输入的字符串，系统是不分配存储空间的。（7）可以用指针变量指向的字符串来表示程序中的任何字符串，如printf函数中的格式字符串。7.4.2字符串指针作为函数参数一般来说，当需要在两个函数之间传递字符串时，可以采用以下四种形式：（1）实参与形参都用字符数组名。（2）实参用字符数组名，形参用字符指针变量。（3）实参与形参都用字符指针变量。（4）实参用字符指针变量，形参用字符数组名。例7.6编写一个能实现字符串复制以及计算字符串长度功能的函数。C程序如下（包括主函数）：intstr_copy(str1，str2)char*str1，*str2；{intk；k＝0；while(str1[k]!＝'\0'){str2[k]＝str1[k]；k＝k＋1；}str2[k]＝'\0'；return(k－1)；}#includestdio．hmain(){charstr1[20]，str2[20]；intk；printf(inputstr1:)；scanf(%s，str1)；printf(str1＝%s\n，str1)；k＝str_copy(str1，str2)；printf(str2＝%s\n，str2)；printf(k＝%d\n，k)；}7.5指针数组与指向指针的指针7.5.1指针数组的概念元素值均为指针类型数据的数组称为指针数组。指针数组的定义形式如下：类型标识*数组名[数组长度说明]；name指针数组name[0]name[1]name[2]name[3]name[4]BASICFORTRANCOBOLC++JAVAname图7.2数组的初始化如图7.2所示的指针数组：例7.7指针数组作为矩阵运算函数的参数。在下面的C程序中，主函数中定义了一个5×4的矩阵，然后调用函数asd()对该矩阵赋值，最后在主函数中按矩阵形式输出。在第6章中曾经提到，在用二维数组作为实参时，在被调用函数中均定义为一维的形参数组，根据二维数组中的元素以行为主存储的原则，将二维数组元素中的两个下标（行标与列标）转换成一维数组元素的下标，从而实现一维数组元素与二维数组元素的对应。因此，在本例的函数asd()中，也用一维形参数组b与主函数中的二维数组a对应。#includestdio．hmain(){inti，j，a[5][4]；asd(a，5，4)；for(i＝0；i＜5；i＝i＋1){for(j＝0；j＜4；j＝j＋1)printf(5d，a[i][j])；printf(\n)；}}asd(b，m，n)intm，n，b[](或*b)；{intk＝1，i，j；for(i＝0；i＜5；i＝i＋1)for(j＝0；j＜4；j＝j＋1){b[i*n＋j]＝k；k＝k＋1；}return；}现在利用指针数组来实现二维数组的传递。在主函数中除了定义一个二维数组a（表示矩阵）以外，再定义一个一维指针数组b，并且在该指针数组的每一个元素中对应存放二维数组a中每一行的首地址，即让指针数组b中的每个元素指向二维数组a的对应行。在调用函数asd()时，实参使用一维指针数组b，即将二维数组a中各行的首地址传递给函数asd()。在这种情况下，函数asd()中的形参也是一维指针数组，其中b[i][j]表示b[i]所指向的数组行中第j个元素，实际上就是主函数中的元素a[i][j]。其C程序如下：#includestdio．hmain(){inti，j，a[5][4]，*b[5]；for(i＝0；i＜5；i＝i＋1)b[i]＝&a[i][0]；asd(b，5，4)；for(i＝0；i＜5；i＝i＋1){for(j＝0；j＜4；j＝j＋1)printf(5d，a[i][j])；printf(\n)；}}asd(b，m，n)intm，n，*b[]；{intk＝1，i，j；for(i＝0；i＜5；i＝i＋1)for(j＝0；j＜4；j＝j＋1){b[i][j]＝k；k＝k＋1；}return；}利用指针数组来实现二维数组的传递还可以这样来实现：在主函数中只定义一个一维指针数组，然后利用malloc()函数为该指针数组中的每一个元素指向一个能存放4个整型元素的存储空间，每一个存储空间正好可以存放整型二维数组中一行的4个元素。这样，一维指针数组b中所有元素所指向的存储空间就可以作为二维数组的存储空间。其C程序如下：#includestdio．h#includestdlib．hmain(){inti，j，*b[5]；for(i＝0；i＜5；i＝i＋1)b[i]＝malloc(4*sizeof(int))；asd(b，5，4)；for(i＝0；i＜5；i＝i＋1){for(j＝0；j＜4；j＝j＋1)printf(5d，b[i][j])；printf(\n)；}}asd(b，m，n)intm，n，*b[]；{intk＝1，i，j；for(i＝0；i＜5；i＝i＋1)for(j＝0；j＜4；j＝j＋1){b[i][j]＝k；k＝k＋1；}return；}7.5.2指向指针的指针指向指针的指针就是指向指针型数据的指针。如char**p；其中**p等价于*(*p)。例7.8下列C程序是利用指针的指针来指向数组中的各元素并输出。#includestdio．hmain(){staticinta[5]＝{1，2，3，4，5}；staticint*num[5]＝{&a[0]，&a[1]，&a[2]，&a[3]，&a[4]}；int**p，k；p＝num；for(k＝0；k＜5；k＝k＋1){printf(%5d，**p)；p＝p＋1