《C语言程序设计》课件4第11章

第11章指针11.1变量的指针11.2指针变量11.3指针变量的使用11.4指针与数组11.5字符串与指针11.6指向函数的指针11.7返回指针值的函数11.8指针数组11.9链表11.10有关指针的数据类型小结

11.1变 量 的 指 针

为了正确地访问这些内存单元，必须为每个内存单元编号。根据一个内存单元的编号就可以准确地找到该内存单元。因此内存区的每一个字节都有一个编号，这就是地址，通俗地说，它相当于旅馆中的房间号；在地址所标志的内存单元中存放数据，这就相当于每个房间中居住旅客一样。内存单元的地址与内容两个概念的区别如图11.1所示。图11.1内存用户数据区数据存储示例

【例11-1】显示变量的值及地址。图11.2例11-1运行结果

11.2指针变量

1．间接访问形式

假设定义了一个变量i_pointer，用来存放整型变量的地址，它被分配内存地址为3010、3011的字节单元。可以通过下面的语句将i的地址(2000)存放到i_pointer中：

i_pointer=&i;

2．间接访问方式和直接访问方式的对比

例如，为了打开A抽屉，有两种办法：一种是将A钥匙随身携带，需要时直接找出该钥匙打开抽屉，取出所需的东西；另一种办法是将A钥匙放到另一抽屉B中锁起来。如果需要打开A抽屉，就需要先找出B钥匙，打开B抽屉，取出A钥匙，再打开A抽屉，取出A抽屉中的物品，这就是间接访问。

图11.3是直接访问和间接访问的示意图。图11.3直接访问和间接访问的示意图

3．间接访问运算符“*”

为了表示指针变量和它所指向的变量的联系，在程序中用“*”符号表示“指向”关系。例如，i_pointer代表指针变量，而*i_pointer是i_pointer所指向的变量，如图11.4所示。图11.4指针变量示意图

11.3指针变量的使用

11.3.1指针变量的定义

C语言规定所有变量在使用前必须定义，指定其类型，并按此分配内存单元。指针变量不同于整型变量和其他类型的变量，它是专门用来存放地址的，必须将它定义为指针类型。那么指针变量该如何定义呢？例如：

inti,j;

int*pointer_1,*pointer_2;图11.5将变量地址存放到指针变量中11.3.2指针变量的引用

指针变量中只能存放地址(指针)，不要将一个整型量(或任何其他非地址类型的数据)赋给一个指针变量。例如，下面的赋值是不合法的：

pointer_1=100;

/*pointer_1是指针变量，100为整数*/

【例11-2】通过指针变量访问整型变量。图11.6例11-2运行结果图11.7例11-2示意图11.3.3运算符“&”和“*”的结合方向

【例11-3】输入a和b两个整数，按先大后小的顺序输出a和b。图11.8例11-3的运行结果代码说明：当输入a=2，b=9时，由于a<b，将p1和p2交换。交换前的情况如图11.9(a)所示，交换后的情况如图11.9(b)所示。图11.9p1和p2交换前后示意图11.3.4指针变量作函数参数

【例11-4】输入两个整数，按大小输出(指针变量作函数参数)。图11.10例11-4运行结果图11.11例11-3执行过程中变量交换示意图图11.12值的单向传递图11.13变量交换示意图11.4指 针 与 数 组

11.4.1指向数组元素的指针

定义一个指向数组元素的指针变量的方法，与前面介绍的指向变量的指针变量相同。例如：

inta[10];/*定义a为包含10个整型数据的数组*/

int*p;/*定义p为指向整型变量的指针变量*/下面是给指针变量p赋值：

p=&a[0]; /*将a[0]元素的地址赋给指针变量p，

也就是说，指针变量p指向 数组下标

为0的元素，如图11.14所示*/图11.14指向数组元素的指针11.4.2通过指针引用数组元素

假设p已被定义为指针变量，并已给它赋了一个地址，使它指向某一个数组元素。如果有以下赋值语句：

*p=1;

表示对p当前所指向的数组元素赋予一个值(值为1)。图11.15通过指针引用数组元素

【例11-5】使用指针变量来计算数组中所有元素的总和。图11.16例11-5运行结果11.4.3指向二维数组的指针变量

1．二维数组的地址表示

二维数组的首地址是这片连续存储空间的起始地址，它既可以用数组名表示，也可以用数组中第一个元素的地址表示。假设有如下定义：

inta[3][4]={{1,3,5,7},{9,11,13,15},{17,19,21,23}};

2．二维数组的指针变量

二维数组指针变量的一般形式如下：

基类型(*指针变量名)[长度]

【例11-6】输出二维数组任一行任一列元素的值。图11.17例11-6运行结果

11.5字符串与指针

11.5.1用字符数组表示字符串

将字符串的各个字符(包括串结束标志 '\0')依次存放到字符数组中，利用下标变量对数组进行操作。

【例11-7】定义一个字符数组，对它进行初始化，然后输出该字符串。图11.18例11-7运行结果11.5.2用字符指针表示字符串

对字符串而言，可以不定义字符数组，而是直接定义指向字符串的指针变量，利用该指针变量对字符串进行操作。

【例11-8】定义一个字符型指针变量，并对它进行初始化，然后输出该字符串。图11.19例11-8运行结果图11.20字符指针处理字符串【例11-9】使用字符指针来确定字符串的长度。图11.21例11-9运行结果

11.6指向函数的指针

与变量一样，函数在内存中也需要存储地址。C语言允许定义一个指向函数的指针。该指针又可以作为一个参数在另一个函数中使用。

(1)指向函数的指针变量的定义：

数据类型(*指针变量名)()；

这里的数据类型是指函数返回值的类型。

(2)指向函数的指针变量的赋值：

指针变量名=函数名；

表示将函数的入口地址赋给指针变量。

(3)使用指针变量调用函数：

(*指针变量名)(实际参数列表)

使用指向函数的指针变量调用函数时，只需用(*指针变量名)代替函数名即可。

【例11-10】函数指针的综合示例：使用函数指针作为函数参数。图11.22例11-10运行结果

11.7返回指针值的函数

一个函数可以带回一个整型值、字符值、实型值等，也可以带回指针型的数据，即地址。这个概念与返回整型、字符型、实型值的函数概念类似，只是返回的值是指针类型

而已。

返回指针类型数据的函数定义的一般形式如下：

类型名 *函数名(参数列表)

【例11-11】返回指针值的函数。图11.23例11-11运行结果

11.8指针数组

11.8.1指针数组的概念

一个数组，其元素均为指针类型的数据，就称为指针数组，也就是说，指针数组中的每一个元素都是一个指针变量。一维指针数组定义的形式如下：

类型名*数组名[数组长度]例如：

int*p[4]; /*定义了一个一维指针数组p，包含4个整型指针*/

char*q[5]; /*定义了一个一维指针数组q，包含5个字符型指针*/图11.24字符串数组与指针数组存储字符串对比

【例11-12】将若干个字符串按字母顺序(由小到大)输出。图11.25例11-12运行结果11.8.2指针数组作main函数的形参

指针数组的一个重要应用是作为main函数的形参。在以往的程序中，main函数的第一行一般写成以下形式：

main()

括号中是空的。实际上，main函数可以有形参，其参数形式如下所示：

main(intargc,char*argv[])命令行的一般形式为

命令名参数1参数2…参数n

命令名和各参数之间用空格分隔。例如，若有一目标文件名为file1，要将两个字符串“China”，“Beijing”作为传送给main函数的参数，可以写成以下形式：

file1ChinaBeijing图11.26main函数的参数

【例11-13】指针数组作main函数的形参。图11.27例11-13运行结果

11.9链表

11.9.1链表概述

1．单链表结构

链表根据需要开辟内存单元。图11.28表示最简单的单向链表的结构。图11.28单链表结构

2．链表中结点的结构

可以看到，链表结点中要存放下一元素的地址，必须利用指针变量才能实现。第10章介绍的结构体变量，用它作链表中的结点是最合适的。一个结构体变量包含若干个成员，这些成员可以是数值类型、字符类型、数组类型，也可以是指针类型。例如，可以设计这样一个结构体类型：图11.29单链表结点结构11.9.2处理动态链表所需的函数

链表是动态地分配存储的，即在需要时才开辟一个结点的存储单元，不需要时释放结点空间。怎样动态地开辟和释放存储单元呢？C语言编译系统的库函数提供了以下有关

函数：

(1) malloc函数。其函数原型为：

void*malloc(unsignedintsize);

(2) calloc函数。其函数原型为：

void*calloc(unsignedn,unsignedsize);

(3) free函数。其函数原型为：

voidfree(void*p);

(4) realloc函数。其函数原型为：

void*realloc(void*ptr,unsignedintsize)