C程序设计：第十章 指针

第十章指针指针是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。10.1指针和指针变量的概念

10.2指针变量的定义与应用10.3数组的指针和指向数组的指针变量

10.4字符串的指针和指向字符串的指针变量10.5返回指针值的函数

10.6指针数组与主函数main()的形参

10.7函数的指针和指向函数的指针变量10.1

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。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：

inta;floatb;a=3;b=5;3A00a3A083A073A093A0Ab3A01C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）”。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“,&a);”和“printf(”num=%d\n“,a);”时，存取变量a值的方式可以有两种：

(1)直接访问

(2)间接访问(1)直接访问──直接利用变量的地址进行存取

1)上例中scanf(“%d”,&a)的执行过程是这样的：用变量名a作为索引值，检索符号表，找到变量a的起始地址3A00；然后将键盘输入的值（假设为３）送到内存单元3A00和3A01中。此时，变量a在内存中的地址和值。

2）printf("a=%d\n",a)的执行过程，与scanf()很相似.（2）间接访问──通过另一变量访问该变量的值通过a_pointer访问变量a值的过程如下：3a3A003A00a_pointer4000思考如何定义a_pointer变量？如何获得a的地址？如何通过a_pointer访问a？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a_pointer的值就是变量a的地址。指针与指针变量的区别，就是变量值与变量的区别。10.2指针变量定义方法

数据类型*指针变量指针说明符指针变量的类型：所指向的内存中所存放的数据类型如：int*p;指针变量的值是地址，是个无符号整数。不能直接将整型常量赋给指针变量。用变量的地址给指针变量赋值。变量的类型必须与指针变量的类型相同。如：char*p_ch=&a;2.赋空值如：Int*p_int=NULL；若不赋值，指针变量的值是随机的。指针变量的赋值：两个有关的运算符---*、&。*指针运算符&取地址运算符含义：&a变量a所占据内存空间的首地址*p指针变量p所指向的内存单元中

的数据如：

int*p,b; p=&a;b=*p;通过指针变量访问所指变量将指针变量指向被访问的变量

inta=3,*p;p=&a;访问所指变量取内容：printf("%d",*p);存内容：*p=100;main()

{intnum=12,*p;

p=#

num=*p+5;

printf(“num=%d,*p=%d\n”,num,*p);

}

定义一个指向int型数据的指针变量p取变量num的地址，赋值给p程序运行结果：num=17,*p=17运算规则*、&优先级相同，且右结合。与++、--、！等单目运算符优先级相同。高于算术运算符。如：inta=2,*p=&a;printf("%d%d",*p++，(*p)++);找出等价的式子inta=2,*p=&a;&*p*&a(*p)++&aa*p++*(p++)a++main(){inta,b,c;int*p1=&a,*p2=&b,*p3=&c;scanf(“%d,%d”,p1,p2);c=++*p1+(*p2)++;printf(“c=%d\n”,*p3);c=(*p1)+++*p2;printf(“c=%d\n”,c);输入：2，3程序运行结果：c=6,c=7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。

main(){inta,b;int*p1=&a,*p2=&b,*pointer;scanf(“%d”,p1);scanf(“%d”,p2);printf(“a=%d,b=%d\n”,a,b);if(*p1>*p2)

pointer=p1,p1=p2,p2=pointer;printf(“min=%d,max=%d\n”,*p1,*p2);}

4000400864p1p240004008ab4008400064p1p240004008ab10.2.2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。2个数比较大小，由小到大排列****************************************************

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*p1,int*p2)

{inttemp;

temp=*p1,*p1=*p2,*p2=temp;

}

main(){intnum1,num2;

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) exchange(num1_p,num2_p); printf(“min=%d,max=%d\n”,num1,num2);} 程序运行情况：Inputthefirstnumber:9←┘Inputthesecondnumber:6←┘num1=9,num2=6min=6,max=9思考对上面的程序作如下更改，结果如何？voidexchange(int*p1,int*p2)

{int*p;

p=p1,p1=p2,p2=p;

}再作如下变化：exchange（int*p1，int*p2）{int*temp；*temp=*p1；*p1=*p2；*p2=*temp；}再作如下变化：exchange（intx，inty）{inttemp；

temp=x；

x=y；

y=temp；}……exchange(num1,num2);printf(“min=%d,max=%d\n”,num1,num2);……输入3个整数，按降序（从大到小的顺序）输出。****************************************************

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;}main(){intnum1,num2,num3;scanf(“%d”,&num1);scanf(“%d”,&num2);scanf(“%d”,&num3);printf(“num1=%d,num2=%d,num3=%d\n”,

num1,num2,num3);if(num1<num2)exchange(&num1,&num2);if(num1<num3)exchange(&num1,&num3);if(num2<num3)exchange(&num2,&num3);printf(“排序结果:%d,%d,%d\n”,num1,num2,num3);} 10.3数组的指针和指向数组的指针变量概述1.数组──连续存放的若干个元素的集合。2.数组名──指向此数组第一个元素的指针(首地址)。

如：inta[10],*p;p=a;或p=&a[0];3.某一元素的地址──p=&a[i]

*p等价于a[i]4.数组元素的下标在内部实现时，是按“基地址+位移”的方式处理

aa+1a+i数组元素的地址可以表示为：p+ia+i数组元素的内容可以表示为：a[i]*(p+i)*(a+i)

注意：数组名a和指向数组首地址的指针变量p不同，a不是变量。

使用下标法来引用数组元素。main(){intarray[10],i;printf(“Input10numbers:”);for(i=0;i<10;i++)scanf(“%d”,&a[i]);

printf(“array[10]:”);for(i=0;i<10;i++)printf(“%d”,a[i]); } 使用数组名来引用数组元素。main(){intarray[10],i;printf(“Input10numbers:”);for(i=0;i<10;i++)scanf(“%d”,a+i);

printf(“array[10]:”);for(i=0;i<10;i++)printf(“%d”,*(a+i)); } 使用指向数组的指针变量来引用数组元素。main(){intarray[10],*pointer=array,i;printf(“Input10numbers:”);

for(i=0;i<10;i++)scanf(“%d”,pointer+i);

printf(“array[10]:”);

for(i=0;i<10;i++)printf(“%d”,*(pointer+i));

} 程序说明：程序中第3行和第6行的2个for语句，等价于下面的程序段：for(i=0;i<10;i++,pointer++)scanf(“%d”,pointer);printf(“array[10]:”);pointer=array; for(i=0;i<10;i++,pointer++)printf(“%d”,*pointer);思考题：如果去掉“pointer=array;”行，程序运行结果会如何？改变循环条件如下：main(){inta[10],*p,i;printf(“Input10numbers:”);for(i=0;i<10;i++)scanf(“%d”,&a[i]);

printf(“array[10]:”);

for(p=a;p<(a+10);p++)printf(“%d”,*p);

}将后一个for循环作如下更改：

main(){inta[10],*p,i;printf(“Input10numbers:”);for(i=0;i<10;i++)scanf(“%d”,&a[i]);

printf(“array[10]:”);

for(p=a;a<(p+10);a++)printf(“%d”,*a);

} ×数组指针、指针变量与数组元素之间的关系设有inta[10],*p=a;则1.地址关系数组指针aa+1a+i指针变量pp+1p+i数组元素&a[0]&a[1]&a[i]2.内容关系数组指针*a*(a+1)*(a+i)指针变量*p*(p+1)*(p+i)数组元素a[0]a[1]a[i]对指向数组的指针变量进行运算

1)赋值运算

p=ap=&a[i]p=NULL注意：类型相同

2)算术运算用法：指针+/-整数如：a+ip+i

注意：a只能加不能减下标的有效范围3)两个指针的相减：求两地址的间距

p-a求它们之间有几个元素注意：两个指针类型相同，并指向同一连续存储区域4)移动指针

p++p—注意：数组名不能实施该运算。a+1a++不同5)比较运算依据地址来运算

p<q注意：2—5针对指向连续空间的指针起作用。将数组a中的数据复制到数组b中，并输出。main(){inta[5]={1，2，3，4，5},b[5];int*p=a,*q=b,i;

for(i=0;i<5;i++){*q=*p;p++;q++;}for(i=0;i<5;i++)printf(“%d”,b[i]); }作如下变化：main(){inta[5]={1，2，3，4，5},b[5];int*p=a,*q=b,i;

for(i=0;i<5;i++)*q++=*p++;

for(i=0;i<5;i++)printf(“%d”,b[i]); }printf(“%d”,*q++);q=b;数组作函数参数数组作函数参数，实参和行参关系归纳如下：将数组a中n个数按相反顺序存放。示意图如下：3791106754224576011973imjvoidinv(intx[],intn){inttemp，i，j，m=(n-1)/2；

for(i=0；i<=m；i++){j=n-1-i；

t=x[i]；x[i]=x[j]；x[j]=t；}return；

}数组名作形参main(){inti，a[10]={3,7,9,11,0,6,7,5,4,2}；

for(i=0；i<10；i++)printf("%d"，a[i])；

printf("\n")；

inv(a，10)；

for(i=0；i<10；i++)printf("%d"，a[i])；

printf("\n")；}将函数inv中的形参x改成指针变量。91106754237a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]a[5]a[6]a[7]a[8]a[9]a数组i，xp=x+mj指针变量作形参voidinv(int*x，intn){int*p，*i，*j，m=(n-1)/2；

i=x；

j=x+n-1；

p=x+m；

for(；i<=p；i++，j--){t=*i；*i=*j；*j=t；}return；

}main(){inti，a[10]={3,7,9,11,0,6,7,5,4,2}；

for(i=0；i<10；i++)printf("%d"，a[i])；

printf("\n")；

inv(a，10)；

for(i=0；i<10；i++)printf("%d"，a[i])；

printf("\n")；}从10个数中找出其中最大值和最小值。intmax，min；/*全局变量*/voidmax_min_value(intarray[]，intn){int*p，*array_end；

array_end=array+n；

max=min=*array；

for(p=array+1；p<array_end；p++)if(*p>max)max=*p；

elseif(*p<min)min=*p；

return；}main(){inti，number[10]；

for(i=0；i<10；i++)scanf("%d"，&number[i])；

max_min_value(number，10)；

printf("\nmax=%d，min=%d\n"，

max，min)；

}

在用数组名作为函数参数时，实际上相应的形参是指针变量。

形参数组在函数执行期间，它可以再被赋值。C编译系统是将形参数组名作为指针变量来处理的。如：f(intarr[]，intn){printf("%d\n"，*arr)；

arr=arr+3；

printf("%d\n"，*arr)；}2维数组的指针及其指针变量a是一个数组名。可以认为a数组是由3个一维数组组成。a[2]a[0]a[1]a915→→→102611371248a数组a+1a+2a(3A00)(3A08)(3A10)a[0]a[1]a[2]3A0013A0223A0433A0643A0853A0A63A0C73A0E83A1093A12103A24113A2612a[0]a[0]+1a[0]+2a[0]+3aa+1a+2强调二维数组名是指向行的，一维数组名是指向列的。在指向行的指针前面加一个*，就转换为指向列的指针。例如：*a，*（a+1）在指向列的指针前面加一个&，就转换为指向行的指针。例如：&a[0]（&*a相当于

a）1.2维数组的指针

1.定义：inta[3][4];则

a：是一个以行为单位进行控制的行指针：

a+i：行指针值，指向2维数组的第i行。

*(a+i)：（列）指针值，指向第i行第０列。

*(*(a+i))：数组元素a[i][0]的值。

用a作指针访问数组元素a[i][j]的格式：

*(*(a+i)＋j)a[i]：第i行第0列元素，是一个以数组元素为单位进行控制的列指针：a[i]+j：（列）指针值，指向数组元素array[i][j]。*(a[i]+j)：数组元素a[i][j]的值。如果有“inta[3][4],*p=a[0]；”，则p+1指向下一个元素。用p作指针访问数组元素a[i][j]的格式：

*(p+(ｉ*每行列数+j))用指针变量输出数组元素的值main(){inta[3][4]={1，3，5，7，9，11，13，15， 17，19，21，23}；

int*p;for(p=a[0]；p<a[0]+12；p++){if((p-a[0])%4==0)printf("\n")；

printf("%4d"，*p)；}}输出指定元素：

计算a[i][j]在数组a（nm）中的相对位置（相对于a[0][0]）的计算公式：i*m+j其中，m为二维数组的列数输出二维数组有关的值。#defineformat"%d，%d\n"main(){inta[3][4]={1，3，5，7，9，11，13，15， 17，19，21，23}；printf(format，a，*a)；

printf(format，a[0]，*(a+0))；

printf(format，&a[0]，&a[0][0])；

printf(format，a[1]，a+1)；

printf(format，&a[1][0]，*(a+1)+0)；

printf(format，a[2]，*(a+2))；

printf(format，&a[2]，a+2)；

printf(format，a[1][0]，*(*(a+1)+0))；}运行结果如下：158，158158，158158，158166，166166，166174，174174，1749，913579111315171921232.行指针变量──指向由n个元素组成的一维数组的指针变量(1)定义格式

数据类型(*指针变量)[n];****************************************************注意：“*指针变量”外的括号不能缺，否则成了指针数组——数组的每个元素都是一个指针──指针数组。****************************************************例如：int(*p)[4];(2)赋值

行指针变量＝2维数组名|行指针变量;使用行指针和列指针两种方式输出2维数组的任一元素。（1）使用行指针main(){inta[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};int(*p)[4],row,col;

p=a;printf(“Inputrow=”);scanf(“%d”,&row);printf(“Inputcol=”);scanf(“%d”,&col);printf(“array[%1d][%1d]=%d\n”,row,col,

*(*(p+row)+col));}

程序运行情况：

Inputrow=1←┘Inputcol=2←┘array[1][2]=7思考题：本题也可以直接使用数组名a作指针，应如何修改？（2）使用列指针main(){inta[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};int*p,row,col;

p=a[0];

printf(“Inputrow=”);scanf(“%d”,&row);printf(“Inputcol=”);scanf(“%d”,&col);printf(“array[%1d][%1d]=%d\n”,row,col,*(p+(row*4+col)));} 3.2维数组指针作函数参数

2维数组的指针作函数实参时，有列指针和行指针两种形式。相应的，用来接受实参数组指针的形参，必须使用相应形式的指针变量，如下所示：实参：列指针行指针↓↓形参：（列）指针变量行指针变量

有一个班，3个学生，各4门课程，计算总平均分数和查找第n个学生的成绩。

用函数average求总平均成绩，用函数search找出并输出第i个学生的成绩。main(){voidaverage(float*p，intn)；

voidsearch(float(*p)[4]，intn)；

floatscore[3][4]={{65,67,70,60}，

{80,87,90,81}，{90,99,100,98}}；

average(*score，12)；

search(score，2)；/*求第2个学生成绩*/}voidaverage(float*p，intn){float*p_end；

floatsum=0，aver；

p_end=p+n；

for(；p<p_end；p++)sum=sum+(*p)；

aver=sum/n；

printf("average=%5.2f\n"，aver)；

}6567706080879081909910098voidsearch(float(*p)[4]，intn){inti；

printf("thescoreofNo.%dare：\n"，n)；

for(i=0；i<4；i++)printf("%5.2f"，*(*(p+n)+i))；}程序运行结果如下：average=82.25thescoreofNo.2are:90.0099.00100.0098.00656770608087908190991009810.4指针和字符串字符数组与字符指针变量比较Chara[]="Ilovechina";*p=a;存储的内容不同字符数组存的是字符串，字符指针变量存的是字符串在内存的首地址。Ilovechinaa3000Hp3000H2.赋值方式不同字符数组只能对各个元素赋值，一次赋一个，要赋若干次。而字符指针变量只赋值一次，赋的是地址。如：chara[10],*p;a="china";p="hello";X3.当没赋值时字符数组名代表了一个确切的地址，而字符指针变量中的地址是不确切的。4.可以像数组那样用下标形式引用指针变量所指字符串中的字符。

char*p="abcd";putchar(p[3]);p[2]='x';5.字符指针变量的应用可以用字符指针变量指向一个格式字符串。如：char*format="%d,%d,%d";printf(format,a,b,c);1.逐个引用使用字符指针变量表示和引用字符串。main(){char*string=”IloveBeijing.”;for(;*string!=’\0’;string++)

printf(“%c”,*string);printf(“\n”);} 2.整体引用采取整体引用的办法，改写上例。main(){char*string=”IloveBeijing.”;printf(“%s\n”,string);}

程序说明：printf("%s\n",string);语句通过指向字符串的指针变量string，整体引用它所指向的字符串的原理：系统首先输出string指向的第一个字符，然后使string自动加１，使之指向下一个字符；重复上述过程，直至遇到字符串结束标志。注意：其它类型的数组，是不能用数组名来一次性输出它的全部元素的，只能逐个元素输出。例如：

intarray[10]={……};......printf("%d\n",array);这种用法是非法的

......字符串指针作函数参数用函数调用方式，实现字符串的复制。********************************************************

string_copy()函数：复制一个字符串形参：字符指针str_from接收源串，字符指针str_to存储目标串返回值：无********************************************************voidstring_copy(char*str_from,char*str_to){inti=0;for(;(*(str_to+i)=*(str_from+i))!=’\0’;i++);

循环体为空语句

}main(){chararray_str1[20]=”Iamateacher.”;chararray_str2[20];string_copy(array_str1,array_str2);printf(“array_str2=%s\n”,array_str2);}

程序说明：for(;(*(str_to+i)=*(str_from+i))!=’\0’;i++);语句的执行过程为：首先将源串中的当前字符，复制到目标串中；然后判断该字符（即赋值表达式的值）是否是结束标志。如果不是，则相对位置变量i的值增1，以便复制下一个字符；如果是结束标志，则结束循环。其特点是：先复制、后判断，循环结束前，结束标志已经复制。10.5指向函数的指针函数的指针，一个函数在编译时被分配的入口地址。例求a和b中的大者。一般方法：main(){intmax(int，int);inta，b，c；

scanf("%d，%d"，&a，,&b)；

c=max(a，b)；

printf("a=%d,b=%d,max=%d"，a,b,c)；}max(intx，inty){intz；

z=x>y？x；y；returnz；}将main函数改写为：main(){int

max(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"，a,b,c)；}执行过程：

函数名代表该函数的入口地址。指令1指令2

……

“p=max”，是将函数max的入口地址赋给指针变量p。maxp说明：指向函数的指针变量的一般定义形式为：数据类型（*指针变量名）（）函数的调用可以通过函数名调用，也可以通过函数指针调用。（*p）()不是固定指向某一函数。给函数指针变量赋值时，只需给出函数名，而不必给出参数。如：p=max；用函数指针变量调用函数时，只需将（*p）代替函数名，之后的扩弧写上实参。c=(*p)(a，b)；对指向函数指的针变量，像p+n、p++、是无意义的。10.6返回指针值的函数函数可以带回指针型数据，即地址。一般定义形式为：类型名*函数名（参数表列）有若干个学生的成绩（每个学生有4门课程），要求输入学生序号后，输出该生的全部成绩。用指针函数来实现。int*search(float(*pointer)[4]，intn){int*pt；

pt=*(pointer+n)；

return(pt)；

}main(){intscore[][4]={{60,70,80,90},{56,89,67,88},{34,78,90,66}}；

int*p,i，m，；

scanf("%d",&m);

printf("thescoresofNo.%dare:\n",m);p=search(score，m)；

for(i=0；i<4；i++)printf("%5d\t"，*(p+i))；}10.6指针数组1.概