第8章-应用指针编制程序教学课件PPT文档

第八章应用指针编制程序指针是C语言中广泛使用的一种数据类型，是最能体现C语言特色的部分，也是C语言的灵魂。第一节概述指针与内存地址：为了区分存储体内的存储单元，将它们逐一进行编号，这些编号称为“内存地址”。内存地址在程序运行过程中起到寻找变量内存中存放数值的作用，就像用一个指针指向了一个变量，因此变量的内存地址称为该变量的“指针”。•1指针的概念–变量与地址内存中每个字节有一个编号-----地址内存0…...程序中:inti;2000200120022003floatk;i编译或函数调用时为其分配内存单元k2005…...变量是对程序中数据存储空间的抽象–指针与指针变量•指针：一个变量的地址•指针变量：专门存放变量地址的变量叫~指针…...200020012002200320042005整型变量i10变量的内容变量的地址变量i_pointer2000指针变量指针变量2006变量地址(指针)指向地址存入指针变量变量变量值–&与*运算符•含义含义:取变量的地址•两者关系：互为含义:取指针所指向变量的内容逆运算优先级:2•理解优先级:2结合性:自右向左结合性…...:自右向左单目运算符优先级:2•理解优先级:2结合性:自右向左结合性…...:自右向左单目运算符i_pointer*i_pointer&i_pointer200010i2000200120022003200420052006整型变量i10i_pointer&i&(*i_pointer)i_pointer=&i=&(*i_pointer)i*i_pointer*(&i)i=*i_pointer=*(&i)变量i_pointer2000指针变量i_pointer-----指针变量，它的内容是地址量*i_pointer----指针的目标变量，它的内容是数据&i_pointer---指针变量占用内存的地址–直接访问与间接访问•直接访问：按变量地址存取变量值•间接访问：通过存放变量地址的变量去访问变量…...例i=3;-----直接访问2000整型变量i20012002200320042005200610203变量i_pointer2000指针变量例*i_pointer=20;-----间接访问例k=i;--直接访问k=*i_pointer;--间接访问…...2000200120022003200420052006整型变量i10整型变量k10变量i_pointer2000指针变量•2指针变量指针变量与其所指向的变量之间的关系i_pointer变量ii*i_pointer20003&ii_pointer*i_pointeri=3;*i_pointer=3–指针变量的定义•一般形式：[存储类型]数据类型*指针名；例int*p1,*p2;float*q;表示定义指针变量合法标识符指针变量本身的存储类型staticchar*name;指针的目标变量的数据类型不是‘*’运算符注意：1、int*p1,*p2;与2、指针变量名是p1,p2,不是*p1,*p23、指针变量只能指向定义时所规定类型的变量4、指针变量定义后，变量值不确定，应用前必须先赋值int*p1,p2;例：“直接访问”：直接通过变量名存取数值的方式。如：intk;表示变量k的地址scanf(“%d”,&k);printf(“%d\n”,k);表示变量k的值在本程序段中就是直接访问变量k（包括存取数值）。“间接访问”：将变量地址存入到另一指针变量中，再通过该指针变量来存取变量的数值的方式。intk=100100int*pk&k&kpk=&k;通过指针变量pk就可以间接访问变量k了。【例8.1】运用指针变量间接访问变量的值。程序如下：#include<stdio.h>main(){定义指针变量ptr1和ptr2ptr1指inta=-35,b[5]={1,2,3,4,5};向变量aint*ptr1,*ptr2;ptr1=&a;ptr2=&b[0];直接访问ptr2指printf("a=%d,b=%d\n",a,b[0]);向数组bprintf("a=%d,b=%d\n",*ptr1,*ptr2);}间接访问运行程序第二节指针变量一、指针变量的定义及初始化指针变量定义及初始化的一般格式：数据类型*指针变量名[=初值]；功能：定义指向给定“数据类型”的变量或数组的指针变量，并同时为指针变量赋“初值”。如：int*ptr1;float*ptr2;char*ptr3;•指针变量指针变量与其所指向的变量之间的关系i_pointer变量ii*i_pointer20003&ii_pointer*i_pointeri=3;*i_pointer=3–指针变量的定义•一般形式：[存储类型]数据类型*指针名；例int*p1,*p2;float*q;表示定义指针变量合法标识符指针变量本身的存储类型staticchar*name;指针的目标变量的数据类型不是‘*’运算符注意：1、int*p1,*p2;与2、指针变量名是p1,p2,不是*p1,*p23、指针变量只能指向定义时所规定类型的变量4、指针变量定义后，变量值不确定，应用前必须先赋值int*p1,p2;–指针变量的初始化一般形式：[存储类型]数据类型*指针名=初始地址值；例inti;int*p=&i;赋给指针变量，不是赋给目标变量变量必须已说明过类型应一致例inti;例int*p=int*p=&i;&i;inti;int*q=p;用已初始化指针变量作初值例main(){inti;staticint*p=&i;..............不能用auto变量的地址去初始化static型指针}()指针变量必须先赋值,再使用例main(){inti=10;…...int*p;*p=i;printf(“%d”,*p);2000200120022003200420052006整型变量i10}危险！指针变量p随机例main(){inti=10,k;int*p;p=&k;*p=i;printf(“%d”,*p);}指针变量定义及初始化的说明：1.允许一次定义多个指针变量并赋初值。2.“数据类型”指所定义的指针变量用来存放何种类型变量的地址，因此也称为指针变量的基类型。3.定义指针变量时，指针变量名前必须有一个“*”，4.。初值（表示地址的数据）的形式通常有三种：此处为定义指针变量的标志，不是“指针运算符”“＆变量名”、“＆数组元素”和“数组名”。二、指针变量的引用指针变量引用的一般形式：*指针变量功能：间接引用所指针变量所指向的值。【例8.2】用指针变量进行数据的输入、输出。程序如下：#include<stdio.h>main(){intm,*p;scanf("%d",&m);p=&m;printf("%d\n",*p);}运行程序【例8.3】改变指针变量指向的变量的值。程序(1)#include<stdio.h>main(){inta=3,b=5,t;int*ptr1=&a,*ptr2=&b;t=*ptr1;*ptr1=*ptr2;*ptr2=t;printf("a:value%d\tb:value%d\n",a,b);printf("*ptr1:value%d\t*ptr2:value%d\n",*ptr1,*ptr2);}运行程序执行过程：ptr1a&a3tptr2b3&b5黄色箭头表示数据传递方向交换后输出结果为：a:value5b:value3*ptr1:value5*ptr2:value3程序(2)#include<stdio.h>main(){inta=3,b=5;int*ptr1=&a,*ptr2=&b,*t;t=ptr1;ptr1=ptr2;ptr2=t;printf("a:value%d\tb:value%d\n",a,b);printf("*ptr1:value%d\t*ptr2:value%d\n",*ptr1,*ptr2);}运行程序执行过程：ptr1a&b&a3tptr2b&a&b&a5交换后输出结果为：a:value3b:value5*ptr1:value5*ptr2:value3三、指针变量的运算1.C语言中两个关于指针的运算符：&运算符:取地址运算符，&m即是变量m的地址。*运算符：指针运算符，*ptr表示其所指向的变量。*运算和&运算之间的关系：“&”和“*”都是单目运算符；优先级高于所有的双目运算符；结合性均为自右向左；“取地址符&”与“指向运算符*”如有：intk，*pk;pk=&k;之间是互逆的。则:*pkk;*(&k)*pkk&(*pk)&kpk。2.与指针变量相关的其它运算：除了“取地址运算”和“指向运算”外，TurboC仅允许对指针变量作三种运算：指针变量的比较运算（关系）、指针变量的减法运算、指针变量与一个整数的加减运算。（1）指针变量的比较运算在内存中，假设两个指针变量p,q指向同一个数组，则允许对p、q进行比较运算。如：p指针所指元素位于q所指元素之后时，则p>q的值为1，否则值为0。两指针p、q指向同一元素时,则p==q的值为1。(2)指针变量的减法运算当两指针变量p,q指向同一数组时，p-q的结果为p所指元素与q所指元素之间相隔的元素的个数（不是地址值之差，也不是变量值之差）。（3）指针变量与整数的加减运算一个指针指向一个数组时，指针与一个整数n相加或相减，表示将指针向后或向前移动了n个元素。四、指针变量作函数的参数使用指针类型做函数的参数，实际上是将一个变量的地址传向另一个函数。由于被调函数中获得了变量的地址，该地址空间中的数据变更在函数调用结束后将被物理地址保留。【例8.4】输入两个变量的值，按由大到小的顺序输出。程序如下：#include<stdio.h>main(){voidchang();/*函数声明*/int*p1,*p2,a,b,*t;运行程序scanf("%d,%d",&a,&b);p1=&a;p2=&b;chang(p1,p2);/*函数调用*/printf("%d,%d\n",*p1,*p2);}voidchang(int*pt1,int*pt2){intt;if(*pt1<*pt2)/*交换内存变量的值*/{t=*pt1;*pt1=*pt2;*pt2=t;}}程序运行时内存中数据的存放其指向关系p1p1&aa&aap1apt13pt15p1a&a3&a&a&a5p2bp2p2p2b&b5&bb&bb&b3pt25pt23&b&b程序结果：3，5<回车>5，3【例8.5】输入a、b、c3整数，按由大到小输出。程序如下：#include<stdio.h>swap(int*pt1,int*pt2){inttemp;temp=*pt1;*pt1=*pt2;*pt2=temp;exchange(int*q1,int*q2,int*q3){}if(*q1<*q2)swap(q1,q2);if(*q1<*q3)swap(q1,q3);if(*q2<*q3)swap(q2,q3);}运行程序main(){inta,b,c,*p1,*p2,*p3;scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c);p1=&a;p2=&b;p3=&c;exchange(p1,p2,p3);printf("\n%d,%d,%d\n",a,b,c);}程序结果;9,0,10<回车>10,9,0第三节指针与数组一、用指向一维数组的指针变量处理数组元素对一维数组的引用，既可以用传统的数组元素的下标法，也可使用指针的表示方法。例如：inta[10],*ptr;ptr=a;或ptr=&a[0];由于a（数组名）就是数组的首地址，&a[0]是数组元素a[0]的地址（也是数组的首地址），因此两条赋值操作效果完全相同。指针变量ptr即为指向数组a的指针变量。TurboC规定指针对数组的表示法：(1)ptr+n与a+n表示数组元素a[n]的地址，即&a[n]。对整个a数组来说，共有10个元素，n的取值为0～9，则数组元素的地址就可以表示为ptr+0～ptr+9或a+0～a+9，与&a[0]～&a[9]保持一致。(2)知道了数组元素的地址表示方法，*(ptr+n)（指针下标法）和*(a+n)（地址法）就表示为数组的各元素即等效于a[n]（下标法）。(3)指向数组的指针变量也可用数组的下标形式表示为ptr[n]，其效果相当于*(ptr+n)。【例8.6】（1）采用指针下标法输入输出数组各元素。程序如下：#include<stdio.h>main(){intn,a[10];int*ptr=a;for(n=0;scanf("%d",ptr+n);printf("output!\n");for(n=0;printf("%4d",*(ptr+n));printf("\n");n<=9;n++)n<=9;n++)}运行程序ptr图8-8循环结束后的指针变量指针变量的值在循环结束后，(ptr+9)指向数组的尾部的后面，但指针变量ptr仍然指向数组首地址。说明：在程序中要注意*ptr++所表示的含义。*ptr表示指针所指向的变量；ptr++表示指针所指向的变量地址加1个变量所占字节数，具体地说，若指向整型变量，则指针值加2，若指向实型，则加4，依此类推。而printf(“%4d”,输出指针指向的变量的值，然后指针变量加1。循环结束后，指针变量指向如图8-9所示：*ptr++)中，*ptr++所起作用为先a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]a[5]a[6]a[7]a[8]a[9]运行程序（2）利用指针法输入输出数组各元素#include<stdio.h>main(){intn,a[10];int*ptr=a;for(n=0;n<=9;n++)scanf("%d",ptr++);printf("output!\n");ptr=a;for(n=0;n<=9;n++)printf("%4d",*ptr++);printf("\n");}/*指针变量重新指向数组首址*/运行程序运行程序(1)、(2)均可获得如下结果：1234567890<回车>output!1234567890a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]a[5]a[6]a[7]a[8]a[9]1234567890ptpt程序(1)、(2)的运行结果一致，但运行结束后指针变量的指向却不相同，为什么？【例8.7】用一维数组的指针解决冒泡法排序问题。#include<stdio.h>main(){intn,i,j,k,x,a[10];int*p=a;/*定义指针变量p让它指向a*/for(i=0;i<10;i++)scanf("%d",p+i);/*用指针变量输入数组元素*/for(k=1;k<10;k++)/*循环控制比较轮数*/for(j=9,i=0;i<10-k;i++,j--)if(*(p+j)<*(p+j-1)){x=*(p+j);*(p+j)=*(p+j-1);*(p+j-1)=x;}/*交换相邻两元素的值*/for(i=0;i<10;i++)printf("%5d",*(p+i));/*输出排序后的结果*/printf("\n");}运行程序二、指针与二维数组由于数组元素在内存中是连续存放的。给指向整型变量的指针传递数组的首地址，则该指针也可以指向二维数组。如有定义：int*ptr,a[3][4]；若赋值：ptr=a；则用ptr++就能访问数组的各元素。【例8.8】用指针法输入输出二维数组各元素。程序如下：#include<stdio.h>main(){inta[3][4],*ptr;inti,j;ptr=a[0];for(i=0;for(j=0;scanf("%d",ptr++);ptr=a[0];for(i=0;{i<3;j<4;i++)j++)/*指针的表示方法*/i<3;i++)}for(j=0;j<4;j++)printf("%4d",*ptr++);printf("\n");}运行程序三、数组的指针作函数的参数【例8.9】调用函数，求一维数组中的最大元素。分析：首先假设一维数组中下标为0的元素是最大和用指针变量指向该元素。后续元素与该元素一一比较，若找到更大的元素，就替换。函数的形式参数为一维数组，实际参数是指向一维数组的指针。程序如下：#include<stdio.h>main(){intsub_max();/*函数声明*/intn,a[10];运行程序int*ptr=a;intmax;for(n=0;scanf("%d",&a[n]);max=sub_max(ptr,10);printf("max=%d\n",max);n<=9;n++)/*输入数据*//*实参是指针*/}intsub_max(b,i)/*函数定义，形参为数组*/intb[],i;{inttemp,j;temp=b[0];for(j=1;if(temp<b[j])temp=b[j];return(temp);j<=i-1;j++)}四、字符指针与字符串字符指针的定义:char*pc;字符指针的赋值：char*pc,c;pc=&c;用字符串为字符指针初始化:char*pc=“TurboC”;字符数组与字符指针的区别：(1)字符数组可以是：charc[]=“book”；但不能是：charc;c[]=“book”;字符指针可以是：char*pc=“book”;也可以是：char*pc;pc=“book”;(2)当用字符串常量初始化时：字符数组获得了串中所有的字符（内容），字符指针获得了串首的地址（与串内字符无关）。【例8.10】使用字符指针输出字符串。程序如下：#include<stdio.h>main(){charstr[20];char*p=str;gets(str);printf("%s\n",p);}运行程序【例8.11】用指向字符串的指针变量处理两个字符串的复制。注意：若将串1复制到串2，要保证串2的长度大于或等于串1。#include<stdio.h>main(){charstr1[30],str2[20];char*ptr1=str1,*ptr2=str2;printf("inputstr1:");gets(str1);printf("inputstr2:");gets(str2);printf("str1------------str2\n");printf("%s.......%s\n",ptr1,while(*ptr2)*(ptr1++)=*(ptr2++);*ptr1='\0';printf("str1------------str2\n");printf("%s------------%s\n",str1,str2);运行程序}/*输入str1*//*输入str2*/ptr2);/*字符串复制*//*写入串的结束标志*/第四节指针与函数一、函数型指针的定义指向函数的指针变量的一般定义形式：类型如：int(*p)();说明：类型标识符为一个指针名，（不是函数名），该指（*标识符）（）为被指针所指函数的返回值的类型；针只能指向函数；括号中为空，但必须有，表示该指针是专指函数的。二、函数型指针的赋值用函数名为指针初始化，表示指针指向该函数。int(*pf)();/*定义函数型指针*/intf();/*声明函数f*/pf=f;/*让指针pf指向函数f()*/说明：（1）当函数型指针指向了某一函数后，此函数的调用可以用函数名,也可以用指针；（2）函数型指针定义之后,不是固定指向某一个函数,可以先后指向不同的函数；（3）用函数名为指针赋值时，不必用参数；（4）用函数指针调用函数时,用(*p)代替原函数名；（5）对指向函数的指针变量，像p+n，p++，p--等运算是没有意义的。【例8.12】用指向函数的指针求a和b中的大者。#include<stdio.h>main(){intmax(int,int);int(*p)();inta,b,c;p=max;scanf("%d,%d",&a,&b);c=(*p)(a,b);printf("a=%d,b=%d,max=%d\n",a,b,c);}intmax(intx,inty){intz;if(x>y)z=x;elsez=y;return(z);}运行程序三、指针型函数调用函数，通常得到一个返回值，带回主调函数。如果返回值为一个指针，则该函数就是指针型函数。指针型函数的定义：格式：类型*标识符（参数表）说明：类型为指针所指变量的类型；标识符为函数名，不是指针名；参数为函数的形参。例如：int*a(intx,inty)【例8.13】编一指针型函数求二维数组中的最大值，并返回它的地址。程序如下：#include<stdio.h>#defineM3#defineN4int*max(inta[][N],intm){int*p,i,j;/*p存放最大元素的地址*/p=a;/*p指向数组a的第一个元素*/for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<N;j++)if(*p<*(*(a+i)+j))p=*(a+i)+j;return(p);/*地址作为函数值返回*/}运行程序main(){inta[M][N],i,j,*p;for(i=0;i<M;i++)for(j=0;j<N;j++)scanf("%d",&a[i][j]);p=max(a,M);for(i=0;i<M;i++){printf("\n");for(j=0;j<N;j++)printf("%5d",a[i][j]);}printf("\nmaxofais%d\n",*p);}运行程序第五节指针数组一、指针数组的定义类型*标识符[长度]如：int*pa[3];说明：类型指的是数组中所有指针的类型；标识符是一个数组名，定义的是一个数组，而不是定义一个指针；长度是数组中所含指针的个数。二、指针数组的初始化指针数组是由若干个指针变量组成的数组，因此必须用地址值为指针数组初始化。【例8.14】将若干个字符串按字母顺序输出。#include<stdio.h>main(){voidsort(char*name[],intn);voidprint(char*name[],intn);char*name[]={"Followme","Basic","GreatWall","Fortran","