《汽车计算机基础》 课件 5- 灵活使用指针处理问题

第1单元：C语言程序设计入门第2单元：利用三种程序结构解决简单问题第3单元：利用数组处理同类型的批量数据第4单元：利用函数实现模块化程序设计第5单元：灵活使用指针处理问题第6单元：利用复杂的构造类型解决实际问题汽车程序设计基础篇

第5单元灵活使用指针处理问题【单元导读】

单元学习目标：理解指针的概念；利用指针引用普通变量、数组元素和字符串；利用指针数组引用多个数据。

通过指针，可对计算机的硬件地址直接操作，在嵌入式软件设计中应用非常广泛。利用指针编写的程序具有精炼、高效的优点；另外，还可以利用指针构成表、树、栈等复杂的数据结构。任务5.1理解指针的基本概念

对变量值的存、取都是通过变量的地址进行的。

例如，scanf("%d",&i);将键盘上输入的数据送给变量i对应的地址单元中。

再如，

printf("%d",i);从变量i对应的地址单元中取出变量i的值。

直接按照变量名（对应一个内存地址）进行的访问，称为“直接访问”方式。

除了采用“直接访问”方式，还可以采用“间接访问”方式。

可通过语句“p=&i;”将变量i的地址（2000）存放到变量p中（变量

p的值就是2000）。

要读取变量i的值，可以先找到变量p，从中取出i的地址（2000），然后到地址为2000的内存单元取出i的值（3）。

通过变量p能够找到变量i，可以说变量p指向了变量i，在C语言中，将地址形象地称为“指针”。

一个变量的地址，称为该变量的“指针”。例如，地址2000是变量i的指针，而变量p用来存放变量i的地址，称为“指针变量”。任务5.2利用指针引用普通变量5.2.1定义指针变量的方法

定义指针变量的一般形式：

类型标识符

*变量名；

例如：

int

*p1;//p1是指向整型变量的指针变量

注意：一个指针变量只能指向同类型的变量，如p2只能指向实型变量，不能指向字符变量。float

*p2;

//p2是指向实型变量的指针变量char

*p3;

//p3是指向字符变量的指针变量

所谓普通变量，是指基本数据类型（整型、实型、字符型）的变量。

变量的指针就是变量的地址。存放变量地址的变量是指针变量，用来指向另一个变量。5.2.2指针变量的引用任务5.2利用指针引用普通变量请牢记：指针变量中只能存放地址（指针）。

两个有关的运算符：

（1）&：取地址运算符。

（2）*：指针运算符（或称“间接访问”运算符），

取其指向单元的内容。

例如：&i表示变量i的地址（2000），

*p表示指针变量p所指向的存储单元的内容（即p所指向的变量i的值3）。任务5.2利用指针引用普通变量【例5.1】通过指针变量访问整型变量。5.2.2指针变量的引用#include

<stdio.h>intmain(void){

inta=10,b=20;

int*p1,*p2;

//定义两个指针变量，均指向整型变量

p1

=

&a;

//取变量a的地址，赋给指针变量p1

p2

=

&b;

//取变量b的地址，赋给指针变量p2printf("a=%d,b=%d\n",a,

b);printf("a=%d,b=%d\n",

*p1,*p2);//输出指针变量指向单元的内容printf("变量a的地址：%x\n",p1);//输出变量a的地址printf("变量b的地址：%x\n",

p2);

//输出变量b的地址}5.2.2指针变量的引用任务5.2利用指针引用普通变量inta;int*p;p=&a;inta;int*p=&a;

（1）等价。与说明：（2）不能直接将一个地址常数赋给一个指针变量，只有强制类型转换后才能赋值：

int*p

=

0x12345600;

//错误

int*p

=

(int*)0x12345600;

//正确

（3）注意“*p”在定义和引用中的区别：定义时：*p的前面要有类型标识符，表示指针变量p是指向某种类型数据的；引用时：*p的前面没有类型标识符，表示指针变量p所指向的存储单元的内容。5.2.2指针变量的引用任务5.2利用指针引用普通变量（4）inta;

int*p=&a；则&*p和

*&a的含义分别是什么？②*&a：先执行&a，表示变量a的地址，也就是变量p，再执行*运算。

因此*&a与*p等价，即变量a。

根据附录C，“&”和“*”优先级相同，并按“自右至左”的结合性。①&*p：先执行

*p，表示变量a，再执行&运算。因此

&*p与&a相同，

即变量a的地址（p）。说明：5.2.2指针变量的引用任务5.2利用指针引用普通变量【例5.2】指针变量的应用：输入两个整数，按由大到小的顺序输出这两个整数。#include

<stdio.h>intmain(void){

inta,b;

int*p1,

*p2,

*p;printf("请输入两个整数（用空格间隔）：");scanf("%d%d",&a,

&b);

p1

=

&a;

p2

=

&b;if(a<b) {

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

//交换指针变量的指向}printf("由大到小：%d,%d\n",*p1,*p2);}【课后作业】同步练习5-1：知识巩固。5.2.3指针变量作为函数参数任务5.2利用指针引用普通变量【例5.3】指针变量（变量的地址）作为函数参数。实参指针的指向

实参传递给形参

变量a和b的值都加1形参被释放

指针变量作函数参数，其作用是将一个变量的地址传递到另一个函数中。#include

<stdio.h>voidfun(int

*p1,int

*p2);

//函数声明intmain(void){

inta=1,

b=5;

int*pa

=

&a,*pb

=

&b;

//定义指针变量printf("调用fun函数前：a=%d,b=%d\n",

a,

b);

fun(pa,pb);

//调用fun函数，指针变量作函数实参printf("调用fun函数后：a=%d,b=%d\n",

a,

b);}voidfun(int

*p1,int

*p2)

//指针变量作形参{

(*p1)++;

//使

p1指向的变量值加1

(*p2)++;

//使

p2指向的变量值加1

}5.2.3指针变量作为函数参数任务5.2利用指针引用普通变量【思考与总结】

函数调用时，传递的是变量的地址，使实参和形参指向同一个内存单元。当形参指向单元的值发生变化时，实参指向单元的值也随之变化。

若想通过函数调用得到n个要改变的值：可在主调函数中设n个变量，将这n个变量的地址传递给被调函数的形参（指针变量）。

实际上，数组名作为函数参数，其本质也如此。5.2.3指针变量作为函数参数任务5.2利用指针引用普通变量【简单例题】变量的地址作为函数实参。【课后作业】（1）【例5.4】对输入的两个整数进行交换并输出。（2）同步练习5-2：活学活用。#include

<stdio.h>voidfun(int

*p);

//函数声明intmain(void){

inta;

fun(&a);

//调用fun函数，变量的地址作实参printf("a=%d\n",a);}voidfun(int

*p)

//指针变量作形参{

*p=3;

//使指针变量p所指向单元的内容为3}5.3.1指向数组元素的指针任务5.3利用指针引用数组元素

p=

&a[0];//使p指向a[0]元素

指针变量既然可以指向变量，当然也可以指向数组元素（把某一元素的地址放到一个指针变量中）。

inta[10]；

//定义a为包含10个整型数据的数组

int*p；

//定义p为指向整型数据的指针变量

下面两个语句等价：

int

*p=&a[0];

int

*p=a;

p、a、&a[0]均代表数组a的首地址（a[0]的地址）。5.3.2通过指针引用一维数组元素任务5.3利用指针引用数组元素

如果指针变量p已指向一维数组中的一个元素，则p+1指向同一数组中的下一个元素，p-1指向同一数组中的上一个元素。

（1）p+i和

a+i就是a[i]的地址，即&a[i]。或者说它们指向数组a的第i个元素。

（2）*(p+i)

或

*(a+i)就是p+i或a+i所指向的数组元素，即a[i]。例如，*(p+5)或*(a+5)就是a[5]。即*(p+5)、*(a+5)、a[5]三者等价。（3）指向数组的指针变量也可以带下标，如p[i]与*(p+i)等价。

实际上，在编译时，对数组元素a[i]就是按*(a+i)处理的，因此[]实际上是变址运算符。

如果p的初值为&a[0]，则：

5.3.2通过指针引用一维数组元素任务5.3利用指针引用数组元素

【例5.5】输出数组中的全部元素。

引用一个数组元素有两种方法：下标法：a[i]。指针法：*(p+i)

顺序访问数组元素时：第（2）种方法比第（1）种方法快，用指针变量直接指向元素，不必每次都重新计算地址。这种有规律地改变地址值（p++）能大大提高执行效率。（1）下标法#include<stdio.h>intmain(void){

inta[5]={1,3,5,7,9},i;

for(i=0;i<5;i++)printf("%d",

a[i]);printf("\n");}（2）用指针变量引用数组元素

#include<stdio.h>intmain(void){

inta[5]={1,3,5,7,9},i,*p;

for(p=a;p<a+5;p++)printf("%d",*p);

printf("\n");}for(p=a,i=0;i<5;i++,p++)5.3.2通过指针引用一维数组元素任务5.3利用指针引用数组元素

（1）可以通过改变指针变量的值（如p++）而指向不同的元素。而a++是错误的，因为a是数组名（数组的首地址），是常量。（2）要注意指针变量的当前值。

在使用指针变量引用数组元素时，要特别注意：

从运行结果看，没有实现要求。如何改正？#include<stdio.h>intmain(void){

inti,

a[5];

int*p=a;printf("请输入5个整数：");for(i=0;i<5;i++)scanf("%d",p++);for(i=0;i<5;i++,

p++)printf("%d",

*p);printf("\n");}【例5.6】通过指针变量输入和输出a数组的5个元素。for(p=a,i=0;i<5;i++,p++)for(p=a;

p<a+5;p++)5.3.2通过指针引用一维数组元素任务5.3利用指针引用数组元素【例5.7】通过指针变量找出数组元素的最大值和最小值。#include<stdio.h>intmain(void){

inta[5]

=

{23,

12,

34,

78,

55};

int*p,

*max,

*min;

//定义3个指针变量

p=max=min=a;

//将3个指针变量同时指向数组首元素for(p=a;p<a+5;p++){

if(*p

>

*max)max=p;

//更新max指向

if(*p

<

*min)

min=p;

//更新min指向}printf("max=%d,min=%d\n",

*max,

*min);}【课后思考与实践】画图分析例5.7程序的设计思路，上机编程并运行程序。（1）自学例5.7程序下面的说明。（2）同步练习5-3：知识巩固。【课后作业】任务5.3利用指针引用数组元素

在4.4.2节曾介绍过数组名可以作函数的实参和形参。

实际上，C语言编译系统都是将形参数组名作为指针变量（存放地址）来处理的，并非真正开辟一个新的数组空间。voidf(intb[

],intn)相当于：

void

f(int*b,intn)5.3.3用数组的首地址作函数参数的应用形式任务5.3利用指针引用数组元素

普通变量、数组元素，普通变量的地址、指针变量、数组名都可以作为函数参数:5.3.3用数组的首地址作函数参数的应用形式任务5.3利用指针引用数组元素在主调函数中若有一实参数组，则主调函数的实参和被调函数的形参，有4种形式:5.3.3用数组的首地址作函数参数的应用形式【例5.8】用指针变量作函数形参，改写例4.5给出的程序。任务5.3利用指针引用数组元素#include<stdio.h>voidchange(int

b[],intn);

//函数声明intmain(void){

inta[5]={1,

3,

5,

7,

9},i;printf("函数调用前：");for(i=0;i<5;i++)printf("a[%d]=%d",

i,

a[i]);printf("\n");

change(a,5);//调用change函数，实参:数组名a、数值5printf("函数调用后：");for(i=0;i<5;i++)printf("a[%d]=%d",i,

a[i]);printf("\n");}voidchange(intb[],

intn)

//形参:数组名

b、变量n{ inti;for(i=0;

i<n;i++)

b[i]++;}*bvoidchange(int

*b,intn)

//形参:指针变量b、变量n{

int*p;for(p=b;p<b+n;p++)

(*p)++;}

同步练习5-4：知识巩固与应用。【课后作业】5.3.3用数组的首地址作函数参数的应用形式任务5.4利用指针引用字符串

字符串广泛应用于嵌入式系统与物联网软件设计中，本节主要介绍字符串的引用方式和字符串在函数间的传递方式。5.4.1字符串的引用方式1、字符数组法【例5.9】用字符数组存放一个字符串，然后输出该字符串和第4个字符。#include<stdio.h>intmain(void){

char

str[]

=

"IloveChina!";//定义字符数组strprintf("%s\n",

str);

//用%s格式输出str整个字符串printf("%c\n",

str[3]);

//用%c格式输出一个字符数组元素}5.4.1字符串的引用方式任务5.4利用指针引用字符串【课后作业】同步练习5-5：理解概念、解决实际问题。【例5.10】用字符指针变量输出一个字符串和该串的第4个字符。2、字符指针法

在C语言中，用字符数组用来存放字符串常量。因此可将字符串首元素（第1个字符）的地址赋给一个指针变量，通过指针变量来访问字符串，该指针就是指向字符串的指针。

使用%s输出时，先输出指针变量p所指向的一个字符，然后自动使p加1，使之指向下一个字符，再输出一个字符，…，直到遇到字符串结束标志'\0'为止。#include<stdio.h>intmain(void){

char*p

=

"IloveChina!";

//定义字符指针变量p，并使其指向字符串的第1个字符printf("%s\n",

p);

//输出整个字符串printf("%c\n",

*(p+3));

//输出第4个字符}5.4.2使用字符数组与字符指针变量的区别任务5.4利用指针引用字符串

用字符数组和字符指针变量都可实现对字符串的存储和运算。区别：1、存储内容不同

字符数组可存放整个字符串；而字符指针变量只能存放字符串某个字符的地址。2、赋值方式不同（1）对字符数组赋初值：

charst[]="CLanguage";（2）对字符指针变量赋初值：

char*ps="CLanguage";也可以写成：

char*ps; ps="CLanguage";而不能写成：

charst[20];st="CLanguage";

可见，使用指针变量处理字符串更加方便。但要注意：在使用指针变量时，需要对指针变量赋予确定的地址。任务5.4利用指针引用字符串5.4.2使用字符数组与字符指针变量的区别【例5.12】用带下标的字符指针变量引用字符串中的字符。

说明：可以用下标方式引用指针变量所指向的字符串中的字符。#include<stdio.h>intmain(void){

inti;

char*p

=

"IloveChina!";//定义字符指针变量p，并使其指向字符串的第1个字符for(i=0;p[i]

!=

'\0';i++)printf("%c",

p[i]);

//通过下标方式引用字符串中的字符printf("\n");}【课后作业】同步练习5-6：理解概念、分析程序。5.4.3字符串在函数间的传递方式任务5.4利用指针引用字符串

在字符串处理运算中，将一个字符串从一个函数传递给另一个函数时，可用字符数组名或字符指针变量作函数参数，传递字符串的起始地址。（1）用字符数组名作函数参数#include<stdio.h>voidstring_out1(charb[

]){

inti;

for(i=0;b[i]

!=

'\0';i++)

printf("%c",b[i]);}voidstring_out2(charb[

]){

printf("%s",b);}intmain(void){

char

str[

]

=

"abcde\n";

string_out1(str);

string_out2(str);}（2）用字符指针变量作函数参数#include<stdio.h>voidstring_out1(char*b){

for(;*b

!=

'\0';b++)

printf("%c",*b);}voidstring_out2(char*b){

printf("%s",b);}intmain(void){

char

*str

=

"abcde\n";

string_out1(str);

string_out2(str);}【例5.11】字符串的输出。5.5.1指针数组的概念

指针数组用来存放一批地址，每一个元素都存放一个地址。

定义一维指针数组的一般形式：

类型标识符

*数组名[数组长度];例如：int

*p[3];

[]比

*

优先级高，p先与[3]结合，构成p[3]数组的形式，然后再与*结合，表示数组p的3个元素均为指向int型数据的指针变量。任务5.5利用指针数组引用多个数据5.5.1指针数组的概念通过两个简单实例，理解