C语言程序设计 课件 第7章 指针

C语言程序设计第7章指针脉络导图C语言程序设计技能目标C语言程序设计（1）具有分析问题、解决问题的能力和项目团队合作能力。（2）掌握C语言程序设计模块化编程的思路。（3）掌握指针的定义和使用，以及指针作为函数参数的功能实现。（4）熟悉C语言中语法规则，具有程序运行调试与维护能力。素质目标C语言程序设计（1）通过指针学习，培养同学们高效处理问题的能力。（2）通过指针实现函数之间的共享变量或数据结构，培养同学们资源共享、团队合作的意识。7.1指针与指针变量C语言程序设计计算机硬件系统的内存储器中拥有大量的存储单元，当需要执行磁盘上的某一可执行程序时，操作系统负责将它调入内存。具体地说，内存中存放了程序中的语句、函数、常量、变量等。不同的语句、函数、常量、变量在内存中的位置是不同的。一般把存储器中的1字节称为一个内存单元，不同的数据类型所占用的内存单元数不等。为了正确地访问这些内存单元，必须为每个内存单元编号，然后根据内存单元的编号即可准确地找到该内存单元。内存单元的编号也叫作“内存地址”。指针的概念7.1指针与指针变量C语言程序设计“变量名”是给内存空间取一个容易记忆的名称，如同上网时的域名一样，可方便用户使用（实际上起作用的是IP地址）；“变量地址”是系统分配给变量的内存单元的起始地址；“变量值”是变量的地址所对应的内存单元中所存放的数值或内容。变量名、变量地址和变量值7.1指针与指针变量C语言程序设计系统对变量的访问形式可分为直接访问和间接访问。（1）直接访问。要访问变量必须通过地址找到该变量的存储单元。由于通过地址可以找到变量单元，因此可以说一个地址“指向”一个变量存储单元。例如，地址2000指向变量a，地址2002指向变量b等。这种通过变量名或地址访问一个变量值的方式称为“直接访问”。（2）间接访问。“间接访问”方式是把一个变量的地址放在另一个变量中，利用这个“特殊”的变量进行访问。如图7-2所示，“特殊”变量p存放的内容是变量d的地址，利用变量p来访问变量d的方法称为“间接访问”。变量的访问形式7.1指针与指针变量C语言程序设计为了让读者更容易理解两种访问方式的实质和不同，不妨再打个比喻。假设为了开一个A抽屉，共有两种办法：一种是将A的钥匙带在身上，需要时直接找出A的钥匙打开抽屉，取出所需的东西，这相当于直接访问；另一种办法是为了安全起见，将A的钥匙放到另一个抽屉B中锁起来，若需要打开A抽屉，就需要先找出B钥匙，打开B抽屉后取出A钥匙，然后再打开A抽屉，最后才能取出A抽屉中的所需之物，这就是“间接访问”。两种访问方式的比较7.1指针与指针变量C语言程序设计名师点睛“指针”这个名词是为了形象地表示访问变量时的指引关系，不要认为在内存中真的有一个像时钟似的“针”在移动。一般说的指针，习惯上是表示指针变量，它实际上只是存放了一个变量的地址而已。7.1指针与指针变量C语言程序设计存放地址的变量称为指针变量。指针变量是一种特殊的变量，它不同于一般的变量，一般变量存放的是数据本身，而指针变量存放的是数据的地址。C语言规定所有变量在使用前都必须定义，系统会按数据类型分配内存单元，所以指针变量必须定义为“指针类型”。指针变量定义一般格式如下：基类型 *指针变量名其中，“基类型”是该指针变量所指向的变量的类型，也就是指针变量所存储变量地址的那个变量的类型。例如，int *p; float*point1; char*point2;，分别定义了基类型为整型、实型和字符型指针变量p、point1和point2。指针变量7.1指针与指针变量C语言程序设计名师点睛（1）定义变量时，指针变量前的“*”是一个标志，表示该变量的类型为指针型变量。（2）指针变量存放某一类型变量的地址。而指针常量是指所引用的对象的地址不能改变的指针。7.1指针与指针变量C语言程序设计名师点睛（1）定义变量时，指针变量前的“*”是一个标志，表示该变量的类型为指针型变量。（2）指针变量存放某一类型变量的地址。而指针常量是指所引用的对象的地址不能改变的指针。7.1指针与指针变量C语言程序设计在C语言中，用指针来表示一个变量指向另一个变量这样的指向关系。那么如何使一个指针变量指向一个普通类型的变量呢？只要将需要指向的变量的地址赋给相依的指针变量即可。例如，int*p;int a=3;p=&a;就实现了指针变量p指向变量a。当然，指针变量也可将定义说明与初始化赋值合二为一，则上面的情况也可用inta=3;int*p=&a;实现。在定义一个指针变量后，编译器不会自动为其赋值，此时指针变量的值是不确定的。事实上，指针变量必须被赋值语句初始化后才能使用。空指针NULL是一个特殊的值，将空指针赋值给一个指针变量后，说明该指针变量的值不再是不确定，而是一个有效值，只是不指向任何变量。指针变量只能接收地址。例如，int*p,a=100;p=a;赋值方法是错误的。指针变量的初始化和赋值7.1指针与指针变量C语言程序设计在C语言中，变量的地址是由编译系统分配的，所以用户是不知道变量的具体地址。（1）指针运算符。取地址运算符&。该运算符是单目运算符，其结合性为自右至左，其功能是取变量的地址。取内容运算符*。页脚间接引用运算符，其结合性为自右至左，用来表示指针变量所指的变量。在*运算符后跟的变量必须是指针变量。指针变量的运算C语言程序设计【例7-1】验证运算符*和&的作用。运行结果语句编写

7.1指针与指针变量源代码见教材52,1052,1065fe0c,65fe0865fe0c,65fe087.1指针与指针变量C语言程序设计允许用于指针的算术操作只有加法和减法。若有定义：intn,*p;，表达式p+n（n≥0）指向的是p所指的数据存储单元之后的第n个数据存储单元，而不是简单地在指针变量p的值上直接加个数值n，其中数据存储单元的大小与数据类型有关。若指针变量p1是整型的指针变量，其初始值为2000，整型的长度是2字节，则表达式“p1++;”是将p1的值变成2002，而不是2001。每次增量之后，p1都会指向下一个单元。同理，当p1的值为2000时，表达式“p1--;”将p1的值变成1998。指针变量的运算7.1指针与指针变量C语言程序设计使用关系运算符<、<=、>、>=、==和!=，可以比较指针值的大小。如果p和q是指向相同类型的指针变量，并且p和q指向同一段连续的存储空间（如p和q都指向同一数组的元素），p的地址值小于q的值，则表达式p<q的结果为1，否则表达式p<q结果为0。参与比较的指针指向的空间一定在一个连续的空间内，比如都指向同一数组。指针变量的运算C语言程序设计【例7-2】输入a和b两个整数，按从大到小的顺输出两个数。运行结果语句编写

7.1指针与指针变量程序说明：该程序定义了3个指针变量p、p1和p2，在比较过程中，不是直接交换a与b的值，而是通过交换指针变量的指向来实现的。最初指针变量p1和p2是分别指向变量a和b，当a小于b时，通过交换指针指向，使指针变量p1转而指向b，p2指向了a。源代码见教材37a=3,b=7max=7,min=37.1指针与指针变量C语言程序设计函数的参数不仅可以是整型、实型和字符型，还可以是指针类型。当是指针类型时，它的作用是将一个变量的地址传送到另一个函数中。在C语言中，函数参数的传递时单向值传递。数值只能从调用函数向被调用函数传递，不能反过来传递，形参值的改变不会反过来影响实参的改变。例7-3就试图用一个被调函数实现主调函数中变量值的改变，但这是无法实现的。指针变量作函数的参数C语言程序设计【例7-3】试图交换变量值的程序。运行结果语句编写

7.1指针与指针变量程序说明：此例中，i和j的值正确传入了swap()函数中，a和b是swap()函数的两个形参。a和b的值是由i和j复制得到的，是i和j的一个副本。在swap()函数调用返回时，a和b两个形参的生命周期结束，但它们的值并没有被复制回实参i和j中。因此，一旦返回，i和j的值将保持不变，swap()函数的交换功能也没有得到体现。源代码见教材beforecalling：i=133j=58inthefunctionswap：a=58b=133aftercalling：i=133j=587.1指针与指针变量C语言程序设计解决问题的方法是用指针作为函数参数，传给swap()函数的应是想交换的两个变量的地址，而地址可用指针来实现。解决方法C语言程序设计【例7-4】使用指针参数将改变带回到调用函数。运行结果语句编写

7.1指针与指针变量程序说明：使用指针作为参数，函数改变参数的值后，能将改变带回到调用函数。swap()函数的参数是两个指向整型变量的指针变量。所以main()函数在调用时必须使用&i、&j来传递参数。源代码见教材beforecalling：i=133j=58inthefunctionswap：*a=58*b=133aftercalling：i=58j=133C语言程序设计【例7-5】输入a、b和c三个数，按由大到小的顺序输出。运行结果语句编写

7.1指针与指针变量程序说明：这里限定了swap()函数、exchange()函数的返回类型是void，因此，要得到输出值就务必传递一个数值的地址。总之，若希望通过函数调用改变一个或多个变量的值，可以采用传送相应变量地址的方法。源代码见教材78173378,33,177.2指针变量的应用C语言程序设计一个变量有地址，一个数组包含若干元素，每个数组元素都在内存单元中占用存储单元，它们都有相应的首地址。数组名是数组的首地址（不能说是数组元素的首地址），针对同一个数组来说，它是一个常量。所谓数组的指针，是指数组的起始地址，事实上也就是数组名。一个数组是由连续的一块内存单元组成的，数组名就是这块连续内存单元的首地址。一个数组也是由各个数据元素（下标变量）组成的，每个数组元素按其类型的不同占用不同个数的连续的内存单元，指针变量既然可以指向一般变量，当然也可以指向数据元素，数组元素的指针是数组元素的地址。一个数组元素的首地址也是指它所占用的几个内存单元的首地址。指向一维数组的指针变量7.2指针变量的应用C语言程序设计数组中各个元素的地址又是如何计算和表示的呢？如果有一个数组a，其定义为：inta[5]={1,3,5,7,9};，元素a[0]的地址是a的值（即1010），元素a[1]的地址是a+1。同理，a+i是元素a[i]的地址。值得特别注意的是，此处的a+i并非简单的在首地址a上加个数字i，编译系统计算实际地址时，a+i中的i要乘上数组元素所占的字节数，即实际地址=a+i×单个元素所占的字节数。其中，单个元素所占的字节数由数据类型决定。指向一维数组的指针变量7.2指针变量的应用C语言程序设计为了引用一个数组元素，可以用两种不同的方法：一种是下标法，即指出数组名和下标值，系统会找到该元素。例如，a[3]；另一种方法是指针法，也叫地址法，就是通过给出的数组元素地址访问某一元素。例如，通过地址a+3可以找到数组元素a[3]，而*(a+3)的值就是元素a[3]的值。（1）下标法。用a[i]的形式访问数组元素。前面介绍数组时都采用的这种方法。（2）指针法采用*(a+i)或*(p+i)的形式，用间接访问的方法来访问数组元素，其中a是数组名，p是指向数组a的指针变量。指向一维数组的指针变量C语言程序设计【例7-6】用下标法输出数组中的全部元素。运行结果语句编写

7.2指针变量的应用源代码见教材a[0]=0a[1]=1a[2]=2a[3]=3a[4]=4C语言程序设计【例7-7】用指针法输出数组中的全部元素。运行结果语句编写

7.2指针变量的应用源代码见教材a[0]=0a[1]=1a[2]=2a[3]=3a[4]=47.2指针变量的应用C语言程序设计C语言规定：若p为指向某一数组的指针变量，则p+1指向同一数组中的下一个元素。例如，intarray[10],*pointer=array;，则：（1）pointer+i和array+i都是数组元素array[i]的地址，如图7-4所示。（2）*(pointer+i)和*(array+i)就是数组元素array[i]。（3）指向数组的指针变量被赋值为数组名后也可按下标法来使用。例如，array[i]等价于*(pointer+i)。通过指针引用数组元素7.2指针变量的应用C语言程序设计名师点睛1）数组名是指针变量，始终是指向数组的首地址；而指针是一个变量，可以实现本身值的改变。如有数组a和指针变量p，则以下语句是合法的。p=a;p++;p+=3;而“a++;”与“a=p”都是错误的。（2）在使用中应注意*(p++)与*(++p)的区别。若p的初值为a，则*(p++)的值等价于a[0]，*(++p)等价于a[1]，而(*p)++表示p所指向的元素值加1。如果p当前指向a数组中的第i个元素，则有：“*(p--);”等价于“a[i--];”；“*(++)p;”等价于“a[++i];”；“*(--p);”等价于“a[--i];”。C语言程序设计【例7-8】分析程序的运行结果。运行结果语句编写

7.2指针变量的应用程序说明：从程序运行结果中可以看出，a[i]、*(a+i)和*p输出的结果都是相同的。源代码见教材2468102468102468107.2指针变量的应用C语言程序设计指向字符串的指针称为字符串的指针，其类型是char*或unsignedchar*。实际上，只要知道字符串的首地址的指针，就可以通过指针的移动来存取字符串中的每一个字符，直至移动到字符串结束标志'\0'，因此可以用字符串指针来表示字符串。用字符数组来存储字符串时，数组的指针就是字符串指针。指向字符串的指针变量C语言程序设计【例7-9】字符数组的应用。运行结果语句编写

7.2指针变量的应用程序说明：字符数组s长度没有明确定义，默认的长度是字符串中字符个数加1的和（结束标志占一个字符位），s数组的长度应该是14。s是数组名，表示字符数组首地址；s+4表示序号为4的元素的地址，指向字符'k'。s[4]与*(s+4)表示数组中序号为4的元素的值（k）。字符数组允许用%s格式进行整体输出。源代码见教材ILoveChina!C语言程序设计【例7-10】字符指针的应用。运行结果语句编写

7.2指针变量的应用程序说明：C程序将字符串常量"ILoveChina!"按字符数组处理，在内存中开辟一个字符数组来存放字符串常量，并把字符数组的首地址赋值给字符指针变量s。源代码见教材ILoveChina!C语言程序设计【例7-11】用字符指针指向一个字符串。运行结果语句编写

7.2指针变量的应用程序说明：程序中定义了一个字符数组string，并对它进行了赋初值。p是指向字符数据的指针变量，将string数组的起始地址赋给p，p也指向了字符串。最后，程序以“%s”格式输出string和p，从给定的地址开始逐个字符输出，直到遇到'\0'为止。结果都是输出字符串"ILoveChina!"。源代码见教材ILoveChina!ILoveChina!7.2指针变量的应用C语言程序设计使用字符数组和字符指针都能处理字符串，但二者之间是有区别的，主要表现在以下3个方面。（1）字符数组由若干个元素组成，每个元素中放一个字符，若用来处理字符串，则必须保证有串结束符。而字符指针变量用来存放字符串的首地址（若未进行初始化，则它指向的地址是不确定的），不是用来存放整个字符串内容的。（2）赋值方式不完全相同，字符数组只能对各个元素赋值，不能整体赋值。（3）在说明一个字符数组后，其地址是确定的，而说明一个字符指针变量时，指针变量的值是可以改变的。指向字符串的指针变量C语言程序设计【例7-12】编程实现删除有序数组中重复元素。运行结果语句编写

7.2指针变量的应用程序说明：首先遍历整个数组，统计出重复元素的位置和个数，然后通过移动指针删除重复元素。源代码见教材12344456671234567C语言程序设计【例7-13】统计其中大写字母、小写字母、数字、控制及其他字符的个数。运行结果语句编写

7.2指针变量的应用程序说明：输入一个字符串后，可将一个字符型指针p指向该字符串首地址。当p所指字符不能与字符串结束标志'\0'不相等时，使用复合if语句判断p所指字符是哪类字符，然后将对应的变量自加，然后将指针P后移。直到循环结束，输出这些字符个数即可。源代码见教材请输入一个字符串（不要超过100个字符）：WinterDream-EmblemoftheOlympicWinterGamesBeijing2022该字符串中大写字母个数为：7该字符串中小写字母个数为：40该字符串中数字个数为：4该字符串中空格个数为：10该字符串中其他字符个数为：17.3常见错误分析C语言程序设计对指针变量赋予非指针值#include<stdio.h>intmain(){ inti=10,*p; p=i; /*对指针变量赋予非指针值*/ printf("%d",*p); return0;}7.3常见错误分析C语言程序设计指针未能指向确定的存储区#include<stdio.h>intmain(){ char*str; scanf("%s",str); /*企图从键盘输入一个字符串，使str指向该字符串*/ printf("%s",str); retur