c语言指针教程

第9章指针指针是Ｃ语言中的重要概念，也是Ｃ语言的重要特色。使用指针，可以使程序更加简洁、紧凑、高效。9.1指针和指针变量的概念9.2指针变量的定义与应用9.3数组的指针和指向数组的指针变量9.4字符串的指针和指向字符串的指针变量9.5返回指针值的函数9.6指针数组与主函数main()的形参9.7函数的指针和指向函数的指针变量9.1指针和指针变量的概念1.内存地址──内存中存储单元的编号（1）计算机硬件系统的内存储器中，拥有大量的存储单元（容量为１字节）。为了方便管理，必须为每一个存储单元编号，这个编号就是存储单元的“地址”。每个存储单元都有一个惟一的地址。（2）在地址所标识的存储单元中存放数据。注意：内存单元的地址与内存单元中的数据是两个完全不同的概念。2.变量地址──系统分配给变量的内存单元的起始地址假设有这样一个程序：main(){intnum;scanf(%d,&num);printf(num=%d\n,num);}C编译程序编译到该变量定义语句时，将变量num登录到“符号表”中。符号表的关键属性有两个：一是“标识符名（id）”，二是该标识符在内存空间中的“地址（addr）”。为描述方便，假设系统分配给变量num的2字节存储单元为3000和3001，则起始地址3000就是变量num在内存中的地址。3.变量值的存取──通过变量在内存中的地址进行系统执行“scanf(”%d“,&num);”和“printf(”num=%d\n“,num);”时，存取变量num值的方式可以有两种：(1)直接访问──直接利用变量的地址进行存取1)上例中scanf(“%d”,&num)的执行过程是这样的：用变量名num作为索引值，检索符号表，找到变量num的起始地址3000；然后将键盘输入的值（假设为３）送到内存单元3000和3001中。此时，变量num在内存中的地址和值，如图9-1所示。2）printf(num=%d\n,num)的执行过程，与scanf()很相似：首先找到变量num的起始地址3000，然后从3000和3001中取出其值，最后将它输出。（2）间接访问──通过另一变量访问该变量的值Ｃ语言规定：在程序中可以定义一种特殊的变量（称为指针变量），用来存放其它变量的地址。例如，假设定义了这样一个指针变量num_pointer，它被分配到4000、4001单元，其值可通过赋值语句“num_pointer=＆num；”得到。此时，指针变量num_pointer的值就是变量num在内存中的起始地址3000，如图9-1所示。通过指针变量num_pointer存取变量num值的过程如下：首先找到指针变量num_pointer的地址（4000），取出其值3000（正好是变量num的起始地址）；然后从3000、3001中取出变量num的值（3）。（3）两种访问方式的比较两种访问方式之间的关系，可以用某人甲（系统）要找某人乙（变量）来类比。一种情况是，甲知道乙在何处，直接去找就是（即直接访问）。另一种情况是，甲不知道乙在哪，但丙（指针变量）知道，此时甲可以这么做：先找丙，从丙处获得乙的去向，然后再找乙（即间接访问）。4.指针与指针变量（1）指针──即地址一个变量的地址称为该变量的指针。通过变量的指针能够找到该变量。（2）指针变量──专门用于存储其它变量地址的变量指针变量num_pointer的值就是变量num的地址。指针与指针变量的区别，就是变量值与变量的区别。（3）为表示指针变量和它指向的变量之间的关系，用指针运算符“*”表示。例如，指针变量num_pointer与它所指向的变量num的关系，表示为：*num_pointer，即*num_pointer等价于变量num。因此，下面两个语句的作用相同：num=3;/*将3直接赋给变量num*/num_pointer=#/*使num_pointer指向num*/*num_pointer=3;/*将3赋给指针变量num_pointer所指向的变量*/[Return]9.2指针变量的定义与应用9.2.1指针变量的定义与相关运算[案例9.1]指针变量的定义与相关运算示例。/*案例代码文件名：AL9_1.C*/main(){intnum_int=12,*p_int;/*定义一个指向int型数据的指针变量p_int*/floatnum_f=3.14,*p_f;/*定义一个指向float型数据的指针变量p_f*/charnum_ch=’p’,*p_ch;/*定义一个指向char型数据的指针变量p_ch*/p_int=&num_int;/*取变量num_int的地址，赋值给p_int*/p_f=&num_f;/*取变量num_f的地址，赋值给p_f*/p_ch=&num_ch;/*取变量num_ch的地址，赋值给p_ch*/printf(“num_int=%d,*p_int=%d\n”,num_int,*p_int);printf(“num_f=%4.2f,*p_f=%4.2f\n”,num_f,*p_f);printf(“num_ch=%c,*p_ch=%c\n”,num_ch,*p_ch);}[程序演示]程序运行结果：num_int=12,*p_int=12num_f=3.14,*p_f=3.14num_ch=p,*p_ch=p程序说明：（1）头三行的变量定义语句──指针变量的定义与一般变量的定义相比，除变量名前多了一个星号“*”（指针变量的定义标识符）外，其余一样：数据类型*指针变量[,*指针变量2……];注意：此时的指针变量p_int、p_f、p_ch，并未指向某个具体的变量（称指针是悬空的）。使用悬空指针很容易破坏系统，导致系统瘫痪。(2)中间三行的赋值语句──取地址运算(＆)取地址运算的格式：＆变量例如，&num_int、&num_f、&num_ch的结果，分别为变量num_int、num_f、num_ch的地址。注意：指针变量只能存放指针（地址），且只能是相同类型变量的地址。例如，指针变量p_int、p_f、p_ch，只能分别接收int型、float型、char型变量的地址，否则出错。（3）后三行的输出语句──指针运算（*）使用直接访问和间接访问两种方式，分别输出变量num_int、num_f、num_ch的值。注意：这三行出现在指针变量前的星号“*”是指针运算符，访问指针变量所指向的变量的值，而非指针运算符。[案例9.2]使用指针变量求解：输入2个整数，按升序（从小到大排序）输出。/*案例代码文件名：AL9_2.C*//*程序功能：使用指针变量求解2个整数的升序输出*/main(){intnum1,num2;int*num1_p=&num1,*num2_p=&num2,*pointer;printf(“Inputthefirstnumber:”);scanf(“%d”,num1_p);printf(“Inputthesecondnumber:”);scanf(“%d”,num2_p);printf(“num1=%d,num2=%d\n”,num1,num2);if(*num1_p*num2_p)/*如果num1num2，则交换指针*/pointer=num1_p,num1_p=num2_p,num2_p=pointer;printf(“min=%d,max=%d\n”,*num1_p,*num2_p);}[程序演示]程序运行情况：Inputthefirstnumber:9←┘Inputthesecondnumber:6←┘num1=9,num2=6min=6,max=9程序说明：（1）第5行的if语句如果*num1_p*num2_p（即num1num2），则交换指针，使num1_p指向变量num2（较小值），num2_p指向变量num1（较大值）。（2）printf(“min=%d,max=%d\n”,*num1_p,*num2_p);语句：通过指针变量，间接访问变量的值。本案例的处理思路是：交换指针变量num1_p和num2_p的值，而不是变量num1和num2的值（变量num1和num2并未交换，仍保持原值），最后通过指针变量输出处理结果。9.2.2指针变量作函数参数1.指针变量，既可以作为函数的形参，也可以作函数的实参。2.指针变量作实参时，与普通变量一样，也是“值传递”，即将指针变量的值（一个地址）传递给被调用函数的形参（必须是一个指针变量）。注意：被调用函数不能改变实参指针变量的值，但可以改变实参指针变量所指向的变量的值。[案例9.3]使用函数调用方式改写[案例9.2]，要求实参为指针变量。/*案例代码文件名：AL9_3.C*//******************************************************//*exchange()功能：交换2个形参指针变量所指向的变量的值*//*形参：2个，均为指向整型数据的指针变量*//*返回值：无*//******************************************************/voidexchange(int*pointer1,int*pointer2){inttemp;temp=*pointer1,*pointer1=*pointer2,*pointer2=temp;}/*主函数main()*/main(){intnum1,num2;/*定义并初始化指针变量num1_p和num2_p*/int*num1_p=&num1,*num2_p=&num2;printf(“Inputthefirstnumber:”);scanf(“%d”,num1_p);printf(“Inputthesecondnumber:”);scanf(“%d”,num2_p);printf(“num1=%d,num2=%d\n”,num1,num2);if(*num1_p*num2_p)/*即num1num2)*/exchange(num1_p,num2_p);/*指针变量作实参*//*输出排序后的num1和num2的值*/printf(“min=%d,max=%d\n”,num1,num2);}[程序演示]程序运行情况：Inputthefirstnumber:9←┘Inputthesecondnumber:6←┘num1=9,num2=6min=6,max=9调用函数exchange()之前、之时、结束时和结束后的情况，如图9-5所示。形参指针变量pointer1（指向变量num1）和pointer2（指向变量num2），在函数调用开始时才分配存储空间，函数调用结束后立即被释放。虽然被调用函数不能改变实参指针变量的值，但可以改变它们所指向的变量的值。总结：为了利用被调用函数改变的变量值，应该使用指针（或指针变量）作函数实参。其机制为：在执行被调用函数时，使形参指针变量所指向的变量的值发生变化；函数调用结束后，通过不变的实参指针（或实参指针变量）将变化的值保留下来。[案例9.4]输入3个整数，按降序（从大到小的顺序）输出。要求使用变量的指针作函数调用的实参来实现。/*案例代码文件名：AL9_4.C*//******************************************************//*exchange()功能：交换2个形参指针变量所指向的变量的值*//*形参：2个，均为指向整型数据的指针变量*//*返回值：无*//******************************************************/voidexchange(int*pointer1,int*pointer2){inttemp;temp=*pointer1,*pointer1=*pointer2,*pointer2=temp;}/*主函数main()*/main(){intnum1,num2,num3;/*从键盘上输入3个整数*/printf(“Inputthefir