C语言教程 第十章

掌握指针、指针变量的概念以及它们之间的区别;掌握指针变量的定义，指针变量参加的各种运算；掌握数组的指针，指向数组的指针的概念，定义形式，区别以及对它们的引用;掌握字符串的指针，指向字符串指针的概念，表示形式以及引用;掌握指针数组的概念、定义；熟悉函数的指针和指向函数的指针变量的概念、定义格式；本章的教学目标第十章指针本章的教学重点:指针的定义、引用和运算方法数组、函数和字符串与指针的关系指针变量的引用指针作为函数参数的运用本章的教学难点：教学内容一指针的概念；二指针变量；三指针与数组；四指针与字符串；五指针与函数；六指向指针的指针；七指针的数据类型小结；预备知识内存：就是内部存储器，是由存储单元组成的。它的特点是存储单元是线性连续的。存储单元的最小单位是字节。1.内存的概念地址：为了访问内存中的某个存储单元，我们要为它编号，这种编号称为内存地址。通过地址我们就能够访问该地址所标识的存储单元。2.地址的概念变量的地址：变量在内存中总占用几个连续的字节，开始字节的地址，就是变量的地址。2007存储单元一指针的含义指针：一个变量的地址称为该变量的指针。指针的对象：当把变量的地址存入指针变量后，我们就可以说这个指针指向了该变量。变量的存取方法：直接存取和间接存取。直接存取：直接根据变量名存取数据。间接存取：通过指针变量存取相应变量的数据。二指针变量一、指针变量的概念指针变量：若一个变量专用于存放另一个变量的地址（指针），则该变量称为指针变量。二、指针变量的定义一般形式：类型标识符*变量名；例如:int*ptr1,*ptr2;指针变量的类型：指明了该指针指向的内存空间所存储的数据类型。在定义指针变量时要注意以下几个问题：⑴变量名ptr2前面的“*”不能省略，如果写成int*ptr1,ptr2;则ptr2被定义为整型变量，而非整型指针变量。⑵定义中的“*”表示所定义的变量是指针变量，但指针变量名是ptr1、ptr2，而非*ptr1、*ptr2。⑶指针变量只能指向定义时所规定类型的变量。这个规定的类型称为该指针变量的“基类型”。如：上例中ptr1、ptr2只能指向整型变量，不能指向实型或字符型变量。其“基类型”相同，都是整型。⑷定义指针变量后，并未确定该变量指向何处。也就是说该变量的值是不确定的。在引用指针变量前必须首先让它指向一个变量，这一点非常重要。首先介绍指针运算符（＆，＊）“&”(地址运算符)：取变量的存储地址。“*”(引用运算符)：是取指针所指向变量的内容。例如：&a是求变量a的地址。ptr指向了i变量，*ptr表示i的值，即3说明：⑴在定义指针变量时，可以立即将一个地址值赋给指针变量，这就是指针变量的初始化。指针变量的初始化也是指针的赋值运算。如：floatflt，*f_ptr=&flt;注意：这不是给*f_ptr赋值。⑵指针变量间的赋值和引用应保证基类型相同。若有定义：int*p,i;float*q,x;则：q=&i;╳p=&x;╳我们还可以用这种方法实现对变量的改变：*ptr=15;等价于i=15;由此可见：通过指针运算符“*”可以引用一个变量。如：当ptr已经指向变量i后，*ptr就等同于i。进一步理解“&”和“*”：“&”运算和“*”运算是一对互逆运算。&*ptr&iptr*&i*ptri等价于三、指针变量赋值与初始化指针变量赋值后，指针变量就指向一个确定的内存存储单元。使用指针的赋值运算（＝）对指针变量赋值⑴使用取地址运算符，把地址值赋值给指针变量。如：inti,*pi;pi=&i;⑵把指针变量的值赋给另一个指针变量。如：inti,*pa,*pb;pa=&i;pb=pa;⑶给指针变量赋值为符号常量NULL。说明：NULL是一个空指针，表示该指针变量的值没有意义。作用是为了避免对没有被初始化的指针变量的非法引用。NULL的定义在“stdio.h”中。如：int*pi;pi=NULL;•指针的加减运算（+、－）•指针的自加自减运算（++，--，+=，-=）1．指针的+、－运算指针±整数指针－指针+、－说明：⑴指针与整型值加减的结果是指针，表示使该指针指向该指针下移或上移存储单元个数(整型值)之后的内存地址。存储单元的大小就是该指针的数据类型所需的内存大小。例如：ptr+n(指针ptr，n为整数)这个指针值代表的内存单元的地址是：ptr+n*d(其中d是指针所指向变量的数据类型所占内存字节数)，即指针移动了n个元素。四、指针的算术运算符⑵指针与指针的加运算毫无意义，所以指针与指针没有加运算。⑶指针与指针的减运算要求相减的两个指针属于同一类型，其结果是整数，表示两个指针之间的数据的个数。其结果值的计算公式是：ptr1-ptr2=(ptr1的值-ptr2的值)/指针的数据类型所占的字节数例如：int*ptr1,*ptr2,*ptr3，x；intary[5]={2,4,8,16,32};ptr1=&ary[0];ptr2=&ary[3];ptr3=ary;x=ptr2-ptr1;x的值是32．指针的++、--、+=、-=运算++、+=：是移动指针到下一个或下几个存储单元。--、-=：是移动指针到上一个或上几个存储单元。例如：int*ptr,ary[5]={2,4,6,8,10};ptr=ary;ptr+=3;ptr--;想一想：*ptr++和（*ptr）++有什么的区别？基类型相同的两个指针进行比较运算，其意义是两个指针的位置比较，结果是逻辑值。指针运算的程序举例：把a,b按大小顺序输出。main(){int*p1,*p2,*p,a,b;a=45;b=76;p1=&a;p2=&b;if(*p1*p2){p=p1;p1=p2;p2=p;}printf(a=%d,b=%d,max=%d,min=%d,a,b,*p1,*p2);}输出结果：a=45,b=76,max=76,min=45３．指针的关系运算三指针与数组一、一维数组的指针数组的指针：是数组的起始地址。数组元素的指针：是数组元素的地址。当指针变量指向数组或数组元素时，它就是指向数组的指针变量。C规定：⑴数组名代表数组的首地址（起始地址），也就是第一个元素的地址。⑵当指针变量p指向数组时，p+1指向数组的下一个元素。假设一个整型元素占两个字节，p+1是使p的地址加2个字节。如：inta[10]，*p;则：p=a;与p=&a[0];等价称指针变量p指向数组元素a[0]p+i、a+i、&a[i]都是a[i]的地址。二、一维数组元素的引用1.用下标法引用数组元素如：a[3]=45;2.用指针法引用数组元素假如：inta[10],*p,i;p=a;则：⑴*(p+i)、*(a+i)则代表元素a[i]⑵*(p+i)也可以写成p[i]⑶*(p+i)、*(a+i)、a[i]、p[i]等价，都代表数组a的第i+1个元素。程序举例：输出10个元素数组中的全部元素。方法二：通过数组名计算数组元素地址，找出元素的值。main(){inta[10]={54,65,8,2,3,56,8,21,57,98},i;for(printf(\n),i=0;i10;i++)printf(%4d,*(a+i));}方法一：下标法。main(){inta[10]={54,65,8,2,3,56,8,21,57,98},i;for(printf(\n),i=0;i10;i++)printf(%4d,a[i]);}方法三：用指针变量指向数组元素main(){inta[10]={54,65,8,2,3,56,8,21,57,98},*p,i;p=a;for(printf(\n),i=0;i10;i++)printf(%4d,*p++)；}以上三种方法，利用指针变量效率最高。说明：⑴指针变量与数组名的区别：指针变量是地址变量，数组名是地址常量。即指针变量的内容可以在程序运行过程中被改变；而数组名一旦被定义，它的值就不能被改变了。例如：inti,*p,a[6];则：p=&i;√a=&i;a++;a+=i;不能给常量赋值⑵利用指针变量编程时特别要注意指针变量的当前值。例如：通过指针变量输入输出a数组元素。main(){int*p,i,a[10];p=a;for(i=0;i10;i++)scanf(%d,p++);for(printf(“\n”),i=0;i10;i++)printf(“%6d”,*p++);}应插入语句p=a；注意：*p++、*(p++)、(*p)++、*(++p)的含义三、二维数组的指针1．二维数组的指针概念在C语言中，一个二维数组可以看成是一个一维数组，其中每个元素又是一个包含若干元素的一维数组。假如有定义：inta[2][3];则C语言编译程序认为a数组是由a[0],a[1]两个元素组成的一维数组，a[0]和a[1]分别是包含三个元素的一维数组名，分别代表a数组元素的起始地址(即a[0]是第0行元素的首地址，a[1]是第1行元素的首地址）。因此a和a[0]的含义是不同的2．通过指针引用二维数组元素假如有定义：inta[3][5],i,j;（其中0≤i＜3,0≤j＜5）则：⑴a[i]和*(a+i)（无条件等价）都是第i行第0列元素的地址，那么a[i]+j、*(a+i)+j、&a[0][0]+5*i+j都是第i行第j列元素的地址。⑵数组a中任意元素a[i][j]的引用可以表示成如下几种形式：a[i][j]、*(a[i]+j)、*(*(a+i)+j)、(*(a+i))[j]、*(&a[0][0]+5*i+j)总结，对二维数组的引用有三种方式：①下标法。如a[i][j]或p[i][j]。②指针法，如*(*(p+i)+j)或*(*(a+i)+j)。③下标指针混合法，如*(a[i]+j),*(p[i]+j),(*(a+i))[j],(*(p+i))[j],*(a[0]+i*n+j)等。3．通过一个行指针变量引用二维数组的元素定义一个由m个元素组成的一维数组的指针变量的一般形式：类型标识符(*指针变量名)[m];例如：假若有语句inta[2][3],(*p)[3];p=a;注意：*p两侧的圆括号不可缺少。则：⑴p是一个指向由3个整型元素组成的一维数组的指针变量。⑵p指向a数组，p+1指向数组a的下一行首地址，a和p的基类型相同，则a数组中任意元素a[i][j]还可以如下表示：*(p[i]+j)、*(*(p+i)+j)、(*(p+i))[j]、p[i][j]例：使用行指针变量访问数组元素。main(){floatfa[5][10],(*pf)[10]=fa;inti,j;for(i=0;i5;i++)for(j=0;j10;j++)*(*(pf+i)+j)=i*j;for(i=0;i5;i++)for(puts(),j=0;j10;j++)printf(%.0f,fa[i][j]);}四指针与字符串字符串指针：字符串的首地址。字符指针变量：指向字符串的指针变量。例如：char*strp=“Hello!”;定义了一个指向字符串的指针变量，并将字符串的首地址赋值给strp指针变量，即：使指针变量strp指向字符串首地址。字符指针变量定义的一般形式：char*指针变量名;字符指针变量定义时可以赋初值。一、单个字符串1．用字符数组存放一个字符串例如：chars[]=Iamastudent.;字符串输出语句可写成：⑴printf(“%s\n”,s);⑵for(i=0;s[i]!=‘\0’;i++)printf(“%c”,s[i]);⑶for(i=0;s[i]!=‘\0’;i++)printf(“%c”,*(s+i));2．用字符指针指向一个字符串例如：char*ps=Iamastudent.;字符串输出语句可写成：⑴printf(“%s\n”,ps);⑵for(;*ps!=‘\0’;ps++)printf(“%c”,*ps);说明：⑴字符数组由若干个元素组成，每个元素中放一个字符。而字符指针变量中存放的是地址（字符串的首地址），决不是将字符串放到字符指针变量中；⑵字符数组和字符指