C语言程序设计实用教程陈方第6章

6.1指针与指针变量6.1.1指针在计算机中，内存由一个个具有连续编码的存储单元所组成，即每一个存储单元都具有唯一的、固定的编号，这个编号称为内存单元的地址。如果在程序中定义了一个变量，由于不同的数据类型占据不同字节的存储空间，在编译时，系统就根据程序中定义的变量类型，分配相应的存储空间。例如，对整型变量分配2个字节，对实型变量分配4个字节，对字符型变量分配1个字节，而每一个字节都有一个地址。每个变量的首字节的地址称为该变量的地址。一个变量的地址称为这个变量的指针，指针就是地址。内存中的地址常用十六进制整型数表示。如何查看一个变量的地址呢？可以用取地址运算符“&”来实现。如运行以下程序：main(){inta=26；printf("&a=%x，a=%d\n"，&a，a)；}可以查看整型变量a的地址（a占2个字节，看到的是它的首字节的地址）和a的值。

6.1.2直接访问和间接访问在C语言的程序中，一般是通过变量名对内存单元进行存取操作的。程序经过编译以后将变量名转换为变量的地址，对变量值的存取都是通过地址进行的。像这种直接按变量地址存取变量值的方式称为“直接访问”。如对以下程序：main(){inta，b，c；a=10；b=16；c=a+b；printf("%d\n"，c)；}

变量的“间接访问”方式是将变量a的地址存放在另一个称为“指针变量”的变量中，当要读取变量a的值时，先从指针变量中取出a的地址，再从这个地址单元中取出a的值。

6.1.3指针变量的定义和引用如前所述，变量的地址就是变量的指针，存放变量指针（地址）的变量称为指针变量。指针变量的使用和其他变量的使用一样需要“先定义，后使用”。1．指针变量的定义

指针变量不同于其他变量，它是用来专门存放地址的，必须将它定义为“指针类型”。指针变量定义的一般形式为：数据类型*指针变量名其中，“数据类型”说明该指针变量所指向的变量类型，“*”表示所定义的变量是一个指针变量而不是一个普通变量。例如：inta，b，*pa，*pb；pa=&a；pb=&b；定义了整型变量a、b及指针变量pa、pb，且pa、pb是用来指向整型变量的（即用来存放整型变量的地址）。“&”是取地址运算符，pa=&a将变量a的地址存放到指针变量pa中，pb=&b将变量b的地址存放到指针变量pb中。在定义指针变量时可以赋给初值，例如：inta，b，*pa=&a，*pb=&b；

2．指针变量的引用

在定义了一个指针变量并确定了它的指向后，就可以利用它来访问所指向的变量，称为对指针变量的引用。引用指针变量的一般形式为：*指针变量名这里的“*”称为指针运算符，也称为“间接访问”运算符。

[例6-1]

指针变量的引用。程序如下：main（）{inta，b，*pa，*pb；pa=&a；pb=&b；a=2；b=4；printf（"%d，%ｄ\n"，*pa，*pb）；*pa=10；*pb=20；printf("%d，%d\n"，a，b)}程序运行结果：2，410，20注意：在C语言中，“*”符号目前已出现三种用法，一是乘法符号；二是指针变量定义符；三是指针变量引用符。在上例中，“先定义”指针变量，“后使用”——给它赋值（变量的地址）、引用它。等同于变量a*pa变量a的地址&apa=&a6.2指针运算与其他变量一样，指针也是一种特殊的变量，也有指针运算。其中最常用的运算有：取地址运算&，取值运算*，以及指针加、减运算等。1．取地址运算&取地址运算是指取出运算符&后面的变量在内存中占用的空间的起始地址。因为被指向的变量可能占用多个内存单元，指针并不记录它的所有地址，而只指向它的起始地址。2．取数据运算*与取地址运算符“&”相对应的是取数据运算符“*”，也称指针运算符。取地址运算的操作对象是变量，而取数据运算的操作对象则是指针变量，用于访问某个地址的数据。“*”运算符除作为取数据运算符外，还作为定义指针变量标识符，另外还可作为算术乘法运算符。对于“*”在不同场合的作用，编译器能够根据上下文环境判别其作用。3．指针变量的算术运算

在C语言中，可以通过加减一个整数来移动指针。指针增1运算后指向下一个数据（注意不是下一个字节）的位置，指针减1运算后指向上一个数据的位置。例如：inta，*pa；pa=&a；pa++；在这段程序中，定义pa为指向整型变量的指针变量，则pa++相当于pa=pa+1×2（每个整型变量在内存中占两个字节），即pa++使指针向下移动两个字节指向下一个数据。6.3指针与数组指针与数组关系密切。一个数组包含若干元素，每个数组元素都在内存中占用存储单元，它们都有相应的地址。因此，指针变量可以指向数组和数组元素。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。使用指针可以对数组进行相关的操作。6.3.1指向一维数组的指针变量C语言规定一维数组的数组名代表数组的首地址，因此数组名本身就是一个指针，它指向第1个数组元素。其他数组元素的地址可以通过数组名加偏移量来取得。例如：

inta[20]；/*定义一个长度为20的一维数组a，数组元素为整型*/

int*pa；/*定义指向整型数据的指针变量pa*/pa=a；/*为指针变量赋值，注意：数组名前不加&*/

pa=&a[0]；/*本语句与上句等价*/注意：上述“pa=a；”的作用是“把a数组的首地址赋给指针变量pa”，“而不是把数组a各元素的值赋给pa”。一维数组指针的应用十分灵活。例如：如果定义

inta[20],*p=a;

既定义了一个有20个元素的一维整型数组；定义了一个整型指针变量；并将数组的首地址赋给这个指针变量。则（1）数组第i个元素的地址可以用下述方法表示：&a[i]或a+i或p+i;（2）数组第i个元素的值可以用下述方法表示：a[i]或p[i]或*（a+i）或*（p+i）;

[例6-3]

假设有一个整型的a数组，共有20个元素。要求从键盘输入这20个元素，并利用下标法、数组名法和指针法等3种方法输出数组中的各元素。

方法一：下标法

main(){int

a[20]，i；for(i=0；i<20；i++)scanf("%d"，&a[i])；for(i=0；i<20；i++)printf("%d"，&a[i])；}方法二：数组名法main(){int

a[20]，i；for(i=0；i<20；i++)scanf("%d"，a+i)；for(i=0；i<20；i++)printf("%d"，*(a+i))；}方法三：指针法main(){inta[20]，i，*p；p=a；for(i=0；i<20；i++)scanf("%d"，p+i)；pa=a；for(i=0；i<20；i++)printf("%d"，*(p+i))；}6.3.2指向二维数组的指针变量用指针处理一维数组时，指针变量所指对象为数组元素，即指针变量增1、减1操作就使指针后移或前移一个数组元素。但是指针处理二维数组时，指针变量所指对象是二维数组中的行，因此，无论从概念上还是使用上，二维数组的指针都要比一维数组的指针更加灵活。1．二维数组的地址

对二维数组a[3][4]，

C语言将它视为有三个元素a[0]、a[1]、a[2]的一维数组（而每一个元素又是一个一维数组），

a代表整个二维数组的首地址。所以根据一维数组的表示方法，a+i代表第i个元素的地址（即第i行的首地址）,a[i]和

*（a+i）表示它的第i个元素，但是这第i个元素又是一个一维数组，数组名就是这个数组的首地址，所以a[i]和

*（a+i）也代表第i个元素的地址（即第i行的首地址）。因此，对二维数组a[3][4]：（1）第i行的首地址可用下述方法表示：&a[i][0]或a+i或a[i]

或*（a+i）；（2）第i行第j列的元素的地址可用下述方法表示：

&a[i][j]或(a+i)+j或a[i]+j

或*（a+i）+j

或a[0]+i*4+j等等；（3）第i行第j列的元素的值可用下述方法表示：

a[i][j]或*（(a+i)+j）或*（a[i]+j）或*（*（a+i）+j）；2．指向二维数组的指针变量

（1）指向数组元素的指针变量[例6-5]

用指针变量输出二维数组元素的值。程序如下：main(){int

a[3][4]={{2，4，6，8}，{10，12，14，16}，{18，20，22，24}}；int*p；/*定义一个指向整型变量的指针变量*/for(p=a[0]；p<a[0]+12；p++){if((p-a[0])%4==0)

printf("\n")；printf("%4d"，*p)；}}程序中用a[0]至a[0]+11表示各元素的地址。（2）指向一维数组的指针变量

把二维数组a分解为一维数组a[0]、a[1]、a[2]之后，设p为指向该一维数组的指针变量，可定义为：int(*p)[4]；它表示p是一个指针变量，指向包含4个元素的一维数组。若p指向第一个一维数组a[0]，其值等于a、a[0]或&a[0][0]，而p+i则指向一维数组a[i]。从前面的分析可得出*(p+i)+j是二维数组第i行j列的元素的地址，而*(*(p+i)+j)则是第i行j列元素的值。

[例6-6]

输出二维数组任一行任一列元素的值。main(){inta[2][3]={1，2，3，4，5，6}；int(*p)[3]，i，j；p=a；scanf("i=%d，j=%d"，&i，&j)；printf("a[%d][%d]=%d\n"，i，j，*(*(p+i)+j))；}程序运行结果：输入i=0，j=2回车，屏幕显示：a[0][2]=36.3.3指针数组

当一个数组的所有元素都是指针时，它就是一个指针数组，即指针数组中的每一个元素都相当于一个指针变量。一维指针数组的定义形式为：

类型名*数组名[数组长度]；例如：

inta[3][4]={2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24}；int*p[3]={a[0]，a[1]，a[2]}；/*为指针数组赋初值*/指针数组中的每个元素被赋予二维数组每一行的首地址。6.4指针与字符串C语言可以用字符指针来处理字符串。例如：char

str[30]，*ps=str；又例如：char

*ps="Iamastudent!“；虽然用字符数组和字符指针变量都能实现字符串的存储和运算，但它们二者之间是有区别的，不能混为一谈，主要区别有以下几点：（1）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（即字符串的首地址）。（2）赋值方式不同。（3）字符指针变量的值是可以改变的，如下列程序：main(){char

*a="Iamastudent!"；a=a+7；printf("%s"，a)；}程序运行结果：

student!由程序可以看出，指针变量a的值可以变化，输出字符串时从变化了的a值所指向的单元开始输出各个字符，直到遇到字符串结束符‘\0’为止。而字符数组名虽然代表地址，但它的值是不能改变的。下面的写法是错的：char

s[]="Iamastudent!"；s=s+7；printf("%s\n"，s)；6.5指针与函数指针变量既可以指向整型变量、数组、字符串，也可以指向函数。一个函数被执行时，在内存中占据一定的空间，这个空间的起始地址称为函数的入口地址，用函数名表示。可以用指针变量指向这个入口地址，并通过该指针变量调用此函数，这种指针变量称为指向函数的指针。它定义的一般形式为：数据类型

（*指针变量名）（）；定义了函数指针后，就可以通过它来调用所指向的函数。在调用之前，必须先将函数的入口地址赋给该指针变量。由于函数名代表函数的入口地址，因此给函数指针变量赋值时，只需给出函数名而不必给出参数。

[例6-9]

从键盘输入10个数，找出其中的最小值并输出。程序如下：＃include<stdio.h>intfmin(inta[]，intn){inti，min；min=a[0]；

for(i=1；i<n；i++)if(min>a[i])min=a[i]；return(min)；}main(){int(*p)()；inti，mini，a[10]；for(i=0；i<10；i++)scanf("%d"，&a[i])；p=fmin；/*给指针变量赋初值*/mini=(*p)(a，10)；/*调用由指针变量p指向的fmin()函数，实参为a、10，得到的函数返回值赋给mini。*/