c语言程序设计10-指针

1、c语言程序设计10-指针c语言程序设计10-指针 101 指针的概念 简单地说，指针就是地址。 要掌握指针的概念就必须弄清： 内存地址概念? 变量与地址的关系? 如何通过地址进行变量的存取? 101 指针的概念说明例： 内存用户数据 1000 3 i 1002 6 j 1004 9 k对变量值的存取总是按地址进行的-直接访问。int i,j,k;i=3; j=6;k=i+j;程序经编译后，变量名就不复存在，以地址对应。说明例：int i,j,k;程序经编译后，变量名就不复存在也可以采用“间接访问”方式： 先将变量i的地址存放到另一变量p1中，要访问i时，先取出p1的内容（变量i的地址），再去访

2、问该地址所对应的内存单元中的内容（变量i的值）。c语言程序设计10-指针 内存用户数据 1000 3 i 1002 6 j 1004 9 k 2000 1000 p1 2004 1002 p2int i,j,k;i=3; j=6;k=i+j;int *p1, *p2;p1=&i;p2=&j; int 在以上概念的基础上对指针下定义： 变量的地址就是该变量的指针。 存放地址的变量称指针变量。 若p1存放了变量i的地址， 则称p1是指向变量i的指针变量。10001002100410001002ijkp1p2369int i,j,k;i=3; j=6;k=i+j;int *p1, *p2;p1=&i

3、;p2=&j;10001002100410001002ijkp1p2369 102 变量的指针和指向变量的指针变量 变量的指针 指针变量 指向变量的指针变量 用“*”代表“指向” 如*p1代表它所指向的变量i，同一内存单元。 以下两个语句等价： i=3; 直接访问 *p1=3; 间接访问int i,*p1;p1=&i; 102 变量的指针和指向变量的指针变量 内存用户数据 1000 3 i 1002 6 j 1004 9 k 2002 1000 p1 2004 1002 p2int i,j,k;i=3; j=6;k=i+j;int *p1, *p2;p1=&i;p2=&j;*p1=5;*p2=

4、8;58int i,j,k;58 指针变量的定义 指针变量也必须先定义后使用。 int *p1;注意： *表示该变量为指针变量，但变量名是p1。 一个指针变量只能指向同一类型的变量。 int i,*p1; float a; p1=&i; 合法 p1=&a; 不合法 指针变量的定义 指针变量的引用 两种用法： 用地址运算符& p1=&i； 用指针运算符* （实行间接访问） *p1=100; k=*p1; 注意： 指针变量只能放地址（指针）。 p1=100; 不允许 使用指针运算符*之前，p1必须被赋值（即p1必须存放了某个变量的地址） 指针变量的引用例： T10-1.c 注意：要区别定义和引用中

5、的“*”main() int a=100,b=10; int *p1,*p2; 定义指针变量，尚无体指向 p1=&a; p1指向a p2=&b; p2指向b printf(“*p1=%d, *p2=%d n”, *p1, *p2); printf(“&a=%x,& b=%x n”,&a, &b); printf(“p1=%x, p2=%x n”, p1, p2); printf(“& p1=%x, &p2=%x n”, &p1, & p2);运算结果：*p1=100, *p2=10&a=12ff7c,& b=12ff78p1=12ff7c, p2=12ff78&p1=12ff74, &p2=1

6、2ff70例： T10-1.c 注意：要区别定义和引用中的“*”运要特别注意以下用法的后果：egp1.c int *p1; *p1=100;c语言程序设计10-指针例：输入a和b两个整数，按先大后小的顺序输出 main() T10-2.c int a,b,*p1, *p2, *p; scanf(“%d,%d”,&a,&b); 1000 5 a p1=&a; p2=&b; 1002 9 b if(ab) p=p1; p1=p2; p2=p; printf(“n %d,%d”,a,b); 2000 p1 printf(“n%d,%d”,*p1,*p2); 2004 p2 2006 p 改变p1和p

7、2的指向10001002100210001000例：输入a和b两个整数，按先大后小的顺序输出 main重要概念： 只要将某一变量的地址存入指针变量中，就可通过指针变量间接访问该变量。 配钥匙！c语言程序设计10-指针swap(int p1, int p2) int t; t=p1; p1=p2; p2=t; 1000 5 a 1002 9 b main() int a,b; scanf(“%d,%d”,&a,&b); 2000 p1 if(ab)swap(a, b); 2004 p2 printf(“n %d,%d”,a,b); 2006 t T10-3-1.c59595例 不用指针变量作函数

8、参数，将两个整数按大小顺序输出。怎样直接修改a、b的值呢？修改原件用指针！swap(int p1, int p2)59595例 指针变量作为函数的参数 可将指针变量作函数的参数，接受实参地址，获得具体指向，进而通过指针变量间接访问主调函数的变量。 指针变量作为函数的参数例T10-3.c用指针变量作函数参数，将两个整数按大小顺序输出。swap(int *p1, int *p2) int t; t=*p1; *p1=*p2; *p2=t; 1000 5 a 1002 9 b main() int a,b; scanf(“%d,%d”,&a,&b); 2000 p1 if(ab)swap(&a,&b

9、); 2004 p2 printf(“n %d,%d”,a,b); 2006 t 10001002595例T10-3.c用指针变量作函数参数，将两个整数按大小顺序输 重要概念：使用指针变量作函数参数，被调函数可以将多个结果交给主调函数。 数组名做参数，可返回该数组所有元素 还记得那个求成绩最高、最低和平均值的例子？还需要用全局变量吗？c语言程序设计10-指针例T10-4-2.c ：求n个数的最大值、最小值和平均值。float aver(int a, int n, int *max, int *min) int i; float s=0; *max=a0; *min=a0; for(i=0;i*

10、max) *max=ai; if(ai*min) *min=ai; return(s/100);main() int a100,i,max,min;float av;for(i=0;i100;i+) scanf(“%d”,&ai);av=aver(a,100,&max,&min);printf(“ %d,%d,%f”,max,min,av);例T10-4-2.c ：求n个数的最大值、最小值和平均值。m例T10-4-1.c ：编写函数，求一元二次方程的两个实根。#include “math.h” ? root(float a,float b,float c, ) float d; d=b*b-4

11、*a*c; if(d0|a=0)return(0); ? =(-b+sqrt(d)/2/a; ? =(-b-sqrt(d)/2/a; return(1); float *x1, float *x2 *x1 *x2 int main() int k; float a,b,c,x1,x2; scanf(“%f,%f,%f”,&a,&b,&c); k=root(a,b,c,&x1,&x2); if(k) printf(“n %f,%f”,x1,x2); 输入：1， -10 ，25输出：5.000000,5.000000函数参数：如不需改变（只读）：一般参数如需改变（读写）：指数参数例T10-4-1.

12、c ：编写函数，求一元二次方程的两个实根。 103 数组的指针和指向数组的指针变量数组有一个首地址: 数组的指针。每个数组元素也都有地址: 数组元素的指针。532168742000200220042006 103 数组的指针和指向数组的指针变量5321687 指向数组元素的指针变量 int a10,*p; p=a; 指向数组 p=&a0; 指向数组元素 51247680392000200220042006p 指向数组元素的指针变量51247680392000 通过指针引用数组元素 int a10,*p; p=&a0; 或者 p=a; /p指向a0 *p=1; 等效于a0=1; 即可通过p来访问

13、a0也可以通过p来访问其它元素： *(p+1)=3; 等效于a1=3; 其中p+1指向a1注意：p+1不是地址加1，而是加一个数据类型单位。 通过指针引用数组元素一般地,当p指向a0时,即p=&a0; 或者 p=a; p+i a+i &ai*(p+i) *(a+i) ai pi即以下几个语句等效：ai=10; *(p+i)=10; *(a+i)=10; pi=10;c语言程序设计10-指针举例：用三种方法输出数组元素例T10-5-1.c 用“数组名+下标”的方法main()int i, a5;for(i=0; i5; i+) scanf(“%d”,&ai);for(i=0; i5; i+)pr

14、intf(“&a%d=%x, a%d=%d n”, i,&ai, i, ai );输入： 55 66 77 88 99 输出： &a0=ffce, a0=55 &a1=ffd0, a1=66 &a2=ffd2, a2=77 &a3=ffd4, a3=88 &a4=ffd6, a4=99 ffcc 55 a0ffce 66 a1ffd0 77 a2ffd2 88 a3ffd4 99 a4ffd6 a5举例：用三种方法输出数组元素输出：ffcc 举例：用三种方法输出数组元素例T10-5-2.c 计算“数组名计算地址”的方法main() int i, a5; for(i=0;i5;i+) scanf

15、(“%d”,a+i); for(i=0;i5;i+)printf(“a+%d)=%x,*(a+%d)=%d n”,i,(a+i), i,*(a+i);输出： (a+0)=ffcc, *(a+0)=55 (a+1)=ffce, *(a+1)=66 (a+2)=ffd0, *(a+2)=77 (a+3)=ffd2, *(a+3)=88 (a+4)=ffd4, *(a+4)=99 ffcc 55 a0ffce 66 a1ffd0 77 a2ffd2 88 a3ffd4 99 a4ffd6 a5举例：用三种方法输出数组元素输出：ffcc 举例：用三种方法输出数组元素例T10-5-3_new.c 用“指

16、针变量+下标”的方法（指针法I ）main()int *p, a5,i; p=a;for(i=0;i5;i+) scanf(“%d”,p+i);for(i=0;i5;i+)printf(&p%d=%x, p%d=%d, *(p+%d)=%dn,i,&pi,i,pi,i,*(p+i);12ff6c 55 p012ff70 66 p112ff74 77 p212ff78 88 p312ff7c 99 p4输出：&p0=12ff6c, p0=55, *(p+0)=55&p1=12ff70, p1=66, *(p+1)=66&p2=12ff74, p2=77, *(p+2)=77&p3=12ff78,

17、 p3=88, *(p+3)=88&p4=12ff7c, p4=99, *(p+4)=99举例：用三种方法输出数组元素12ff6c 55 举例：用三种方法输出数组元素（例T10-5-4_new.c ）用“指针变量指向数组元素”法（指针法II）main()int *p, a5; for(p=a; p (a+5); p+)scanf(“%d”,p+i); for(p=a; p (a+5); p+)printf(“p=%x, *p=%d n”, p,*p);输出：p=12ff6c,*p=55p=12ff70,*p=66p=12ff74,*p=77p=12ff78,*p=88p=12ff7c,*p=9

18、912ff6c 55 a012ff70 66 a112ff74 77 a212ff78 88 a312ff7c 99 a4p+: 合法， 因p是指针变量，而变量可以用 +运算符的a+: 不合法， 因为a是数组名，其值是数组元素的首地址，分配之后不可变。举例：用三种方法输出数组元素（例T10-5-4_new.c 举例：用三种方法输出数组元素（例T10-5-4.c ）指针变量当作数组名使用（混合指针法） main() int a5,*p=a,i; for(p=a;pa+5;p+) scanf(“%d”,p); p=a;/不能漏！ for(i=0;i5;i+) printf(“&p%d=%x,p%d

19、=%d,*(p+%d)=%dn”, i,&pi, i,pi,i,*(p+i); 输出：&p0=12ff6c,p0=55,*(p+0)=55&p1=12ff70,p1=66,*(p+1)=66&p2=12ff74,p2=77,*(p+2)=77&p3=12ff78,p3=88,*(p+3)=88&p4=12ff7c,p4=99,*(p+4)=9912ff6c 55 p12ff70 66 p+112ff74 77 p+212ff78 88 p+312ff7c 99 p+4举例：用三种方法输出数组元素（例T10-5-4.c ）输出：通过指针引用数组元素的方法小结例：累加求和的各种用法：int *p,

20、a10;s=0;p=a;for(i=0;i10;i+)s+=ai;for(i=0;i10;i+)s+=*(a+i);for(i=0;i10;i+)s+=*(p+i);for(i=0;i10;i+)s+=pi;for(i=0;i10;i+)s+=*p+; for(p=a;pa+10;p+)s+=*p; 最后一种用法效率高。数组元素地址法指针法I指针变量指向数组元素指针法II指针变量当作数组名注意不能使用a+通过指针引用数组元素的方法小结数组元素地址法指针法I指针法I指针变量使用时的几个问题， 若p当前指向a数组的第i个元素，则：10-plus.c *p:是取出ai的值. p + :指针指向ai+

21、1. *p+ :等价于*(p+)及ai+ ，优先级同为2,从右向左结合,将 ai 的值取出, 后再使 p增1(不是单纯的加一，是p指向ai+1）. * (+p):与a+i等价，先将p指向ai+1,然后将该元素取出. (*p)+:将p所指的数组元素ai的值取出,使ai的值增1. p- :指针指向ai-1. *(p-):与ai-等价， 将p 所指向的第i个数组元素取出,然后使p指向i-1元素. *(-p):与a- i等价，先将p减1指向第i-1个元素,然后将其取出. (*p)-:将p所指的数组元素ai的值取出,使ai的值减1.指针变量使用时的几个问题， 数组名作为函数参数 有了指针概念的基础上，重

22、新回顾数组名作为函数参数时，数据的传递情况：void sort(int a, int n)void sort(int *a, int n)数组名作为函数参数 例：选择法排序函数 void sort(int *a, int n)例T10-7-1.c int i,j,t; for(i=0;in-1;i+) for(j=i+1;jaj)t=ai; ai=aj; aj=t; 只将形参改为指针变量，仍按下标法使用 void sort(int *a, int n) int i,j,t; for(i=0;in-1;i+) for(j=i+1;j*(a+j) t=*(a+i); *(a+i)= *(a+j);

23、 *(a+j)=t; 按指针法使用例T10-7-2.c 例：选择法排序函数 void sort(int *a进一步优化：都用指针，效率更高！ (例T10-7-3.c )void sort(int *a, int n) int *i, *j,t; for(i=a;ia+n-1;i+) for(j=i+1;j*j) t=*i; *i=*j; *j=t; main() int a10,j; for(j=0;j10;j+)scanf(“%d”,a+j); sort(a,10); for(j=0;j10;j+)printf(“%5d”,aj); 进一步优化：都用指针，效率更高！ (例T10-7-3.c

24、分段排序？例T10-7-4.c main() int a10,j; for(j=0;j10;j+)scanf(“%d”,a+j); for(j=0;j10;j+)printf(“%5d”,aj); sort(a,5);sort(a+5,5);void sort(int *a, int n) int *i, *j,t; for(i=a;ia+n-1;i+) for(j=i+1;j*j) t=*i; *i=*j; *j=t; 分段排序？例T10-7-4.c sort(a,5);sort 指向多维数组的指针和指针变量 从本质上说，多维数组的指针与一维数组的指针相同，但在概念上和使用上，多维数组的指针

25、要复杂些。 以二维数组的指针为例： 指向多维数组的指针和指针变量 二维数组的地址 :一维：a，&ai，a+i 二维：aa+i (行指针：指向第i行)ai *(a+i) (特殊的一维数组,列指针，指向行中的列)ai+j *(a+i)+j &aij int a34 1357911131517192123100010081016a+0a+1a+2a0讨论以下用法的效果：T10-8-1.cfor(i=0;i3;i+) scanf(“%d”,a+i);输入数据：1 2 3讨论以下用法的效果：T10-8-2.cfor(i=0;i3;i+) scanf(“%d”,a1+i);输入数据：1 2 3讨论以下用法

26、的效果：T10-8-3.cfor(i=0;i3;i+) scanf(“%d”,a1+i+2);输入数据：1 2 3讨论以下用法的效果：T10-8-4.cfor(i=0;i3;i+) scanf(“%d”,a+i+1);输入数据：1 2 3a0+1a0+2a0+3二维数组的地址 :int a34 1357911一维数组与二维数组的比较第i个一维数组的第j个元素的地址无意义*(a+i)+j第i个一维数组的第j个元素的值无意义*(*(a+i)+j)第i个一维数组的值第i个一维数组的首地址第i个元素的值*(a+i)第i个元素 的地址一维数组第i个元素的地址a+i二维数组的首地址一维数组的首地址a二维数

27、组一维数组一维数组与二维数组的比较第i个一维数组的第j个元素的地址无意注意：指针运算符*作用在行指针上的结果仍是指针-列指针; *作用在列指针上的结果-具体元素。 *(a+0)，*(a+1)，*(a+2) 仍是地址。*(a+i) ai *(a0)，*(a1)，*(a1) 具体元素值。*(ai)*(a+i)+j 也是地址，但要区别： (a+i)+j行指针 (a+1)+1 ? *(a+i)+j列指针 *(a+1)+1 ? 100010081016a+0a+1a+2a0a1a2*(a+1)1357911131517192123注意：100010081016a+0a+1a+2a0a 如果要通过a+i形

28、式的地址访问数组元素的具体内容，则：*(*(a+i) 或 *(*(a+i)+j)如：*(*(a+1) a10 *(*(a+1)+2) a12讨论：例T10-8-5.c*(a+2) *(*(a+1)+3) *(a1+1) *(*(a+1)+5)123456789111012 如果要通过a+i形式的地址访问数组元素的具体内容，则：1例：求数组a的所有元素之和。 可有多种用法：例T10-9-1.cT10-9-3.c M行N列for(i=0;iM;i+) for(i=0;iM;i+)for(j=0;jN;j+) for(j=0;jN;j+)s+=aij; s+=*(ai+j);for(i=0;iM;i

29、+)for(j=0;jN;j+) s+=*(*(a+i)+j); aij*(ai+j)*(*(a+i)+j)例：求数组a的所有元素之和。aij*(ai+j指向二维数组的指针变量 同样可使一个指针变量p指向二维数组a，再通过p访问数组元素。例T10-10.cmain() int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; int i,k,*p; p=a; k=*p;? k=*(p+2);? for(p=a;pa+2;p+)printf(“%3d,”,*p); ?N列：aij*(p+i*N+j)pi*N+j123456789101112k=p12; 不合法k=*(*(p+1)+

30、2);k=p1*4+2; 合法k=*(p+1*4+2);指向二维数组的指针变量123456789101112k=p例：求矩阵的上三角元素之和。例T10-11.cmain() int a34,*p,i,j,s=0; 输入a p=a; for(i=0;i3;i+) for(j=i;j4;j+) s+=pi*4+j; 或 s+=*(p+4*i+j) printf(“n %d”,s); /s=54N列：aij*(p+i*N+j)pi*N+j123456789101112例：求矩阵的上三角元素之和。例T10-11.c1234567 多维数组的指针作函数参数 用于接受实参数组地址的形参可用两种：行指针和列

31、指针。 以方阵转置为例：例T10-13-1.c void at(int (*p)3) 用行指针 int i,j,t; 缺点：不通用（必须制定列数） for(i=0;i3;i+) for(j=i+1;j3;j+) t=pij; pij=pji; pji=t; p指向一个包含3个整形元素的一维数组（行指针），p相当于一个二维数组！ 多维数组的指针作函数参数用列指针：例T10-13-2.c void at(int *p,int n) /n为列数 int i,j,t; for(i=0;in;i+) for(j=i+1;jn;j+) t=pi*n+j; pi*n+j=pj*n+i; pj*n+i=t;

32、优点：通用 在编通用函数时，一般使用列指针。用列指针：例T10-13-2.c 用列指针：例T10-13-3.c int sum(int *p,int m,int n) /m行n列 int i,j,s=0; for(i=0;im;i+) for(j=i;jn;j+) s+=pi*n+j; 或 s+=*(p+n*i+j) return(s); 优点：通用 在编通用函数时，一般使用列指针。用列指针：例T10-13-3.c 104 字符串的指针和指向字符串的指针变量 字符串的表示形式 可用两种方法访问字符串： 用字符数组存放字符串 用字符指针指向一个字符串104 字符串的指针和指向字符串的指针变量例T

33、10-14.cmain() char str5=”abc”; 定义字符数组，并将字符串存入 char *p=str; 定义指针变量，指向字符串 printf(“%s”,str); 通过数组名访问字符串 printf(“%s”,p); 通过指针变量访问字符串 printf(“%c”,*(p+2); 通过指针变量访问字符 strabc0abc010001000p例T10-14.cstrabc0abc010001000 与其它一维数组的指针相比，字符串的指针有其独特之处： 可以通过指针对字符串进行整体访问。 对字符串的操作依赖于结束符。 可以整体赋初值。 有各种字符串处理函数。 与其它一维数组的指针

34、相比，字符串的指针有其独特之处： 本节重点掌握： 通过数组和通过指针操作字符串的基本方法。 常用的字符串处理方法。 本节重点掌握：例：字符串拷贝操作。例T10-15-1.c,例T10-15-2.cmain() char a=”abcdef”,b20; int i; for(i=0; *(a+i)!=0; i+) *(b+i)=*(a+i); *(b+i)=0; printf(“%s”,b);main() char a=”abcdef”,b20,*p1, *p2; p1=a; p2=b; for( ; *p1!=0;p1+,p2+) *p2=*p1; *p2=0; printf(“%s”,b);

35、用指针变量处理例：字符串拷贝操作。例T10-15-1.c,例T10-15-将拷贝操作编成一函数：例T10-15-3.c,例T10-15-4.cvoid copy_string(char *from,char *to) for(; *from; from+,to+) *to=*from; *to=0;还可以改成：void copy_string(char *from,char *to) for(; *from;) *to+=*from+; *to=0;将拷贝操作编成一函数：例T10-15-3.c,例T10-15字符串合并函数：例T10-16.c,void append_string(char *

36、from,char *to) for(;*to; to+); for(; *from;) *to+=*from+; *to=0; 字符串合并函数：例T10-16.c,阅读程序：例T10-17.cvoid f (char *c) main() c+=2; char c20=”abcdef”; (*c)+; f(c+1); c+; *c=0; printf(“%s”,c); 阅读程序：例T10-17.c内存空间的动态分配 在程序设计中，对于要处理的批量数据，我们往往是选用数组作为存放这些数据的数据结构，然而，数组有一个明显的缺点，就是在定义数组时，其长度必须是常值，无法根据需要动态地定义。这样，在

37、很多情况下，不是定义的数组长度不够，就是定义太长以至于浪费。 采用动态分配可以克服这一缺点，并且可以随时释放。 内存空间的动态分配 动态分配内存空间步骤： 定义一指针变量。 申请一片内存空间，并将其首地址赋给指针变量。此时便可通过指针变量访问这片内存；不成功则返回地址为0 用完后释放这片内存空间。 int *p; p=malloc(字节数); free(p);sizeof(类型):返回该类型数据在当前编译系统中所占的字节数。以上函数的原形在stdio.h中。p 动态分配内存空间步骤：p例：对n个学生的分数排序后输出。例T10-18.c #include “stdio.h”void sort(i

38、nt *a, int n) main() int *a,j,n; scanf(“%d”,&n); a=malloc(n*sizeof(int); if(!a) exit(0); for(j=0;jn;j+) scanf(“%d”,a+j); sort(a,n); for(j=0;jy) z=x; else z=y; return(z);main() int (*p)(); 定义指向函数的指针变量p int a,b,c; p=max; 将p指向函数max scanf(“%d%d”,&a,&b); c=(*p)(a,b); 通过p调用函数max 等效于c=max(a,b); printf(“n %

39、d”,c);例T10-19.cint max(int x, int y)把指向函数的指针变量作为函数参数 指向函数的指针变量最常见的用途是把它作为函数的参数，用于接受主调函数传来的某一函数的入口地址，从而在被调函数中可以通过该指针变量调用它所指向的函数，这样，被调函数中就可实现非固定函数的调用，以达到编写通用函数的目的。 例：用矩形法编写一个通用的求定积分的函数。关键问题：如何处理被积函数是未知的。把指向函数的指针变量作为函数参数double intgral (double a,double b,int n, double (*f)() ) int i; double h,x,y,s=0; h=(b-a)/n; for(i=1;i=n;i+) x=a+(i-1)*h; y=(*f)(x); s+=h*y; return(s);例T10-20.cdouble f1(double x) return(3*x*x+2*x-1);main() double s; s=intgral(1.0,2.0,100