第7章 指针.ppt

1、第七章指 针,本章目录,7.1 指针的概念,7.2指针变量和函数,7.3指针变量和数组,7.4 指针数组,指针是C语言的一种数据类型，在C语言中处于重要的地位。正确、灵活地应用指针可以有效地表示复杂的数据结构、动态地分配内存、方便地使用字符串、高效地使用数组。熟练地应用指针可以使C程序简洁、紧凑、应用效果好。,7.1 指针的概念,指针的概念包括指针和指针变量的关系、指针和函数、指针和数组的使用等。 7.1.1 指针和指针变量的关系 一个变量的地址称为该变量的指针。 1地址指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（容量为字节）。为了方便管理，必须为每一个存储单

2、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唯一的地址。 2）在地址所标识的存储单元中存放数据。 注意：内存单元的地址与内存单元中的数据是两个完全不同的概念。内存单元的编号（地址）,与变量名对应。内存单元的内容：即变量的值。,7.1 指针的概念,到目前我们学过的基本数据类型int型、float型、double型、char型等，内存分配的存储单元分别是2个字节、4个字节、8个字节、1个字节等。前面我们已经介绍了变量的概念，每个变量都有自己的存储地址。定义变量的同时，把存储单元的起始地址作为变量的地址（指针）。 指针变量指专门存放变量地址的变量。为了更好的理解指针和指针变量，下面举

3、例说明： int a; 编译系统会为它分配2个字节存储单元即1000H和1001H，1000H就是变量a的地址。如果有一个变量存放变量a的地址，那这个变量就是指针变量pa。如图7-1,7.1 指针的概念,我们可以直接给变量a赋初值2，即通过变量a的地址访问a，这种方式称“直接访问”。当然还可以通过指针变量pa访问变量a，这种访问方式称“间接访问”。,1000H,1001H,变量a,指针变量pa,图7-1,7.1 指针的概念,7.1.2指针变量定义 定义指针变量的一般形式为 基类型 *指针变量名 指针变量与普通变量类似，在程序中若要使用指针变量，必须先进行定义后使用。 例如： int *p1，i

4、; (定义p1为指向整型变量的指针变量) char *p2,c; （定义p2为指向字符型变量的指针变 量） float *p3,f; （定义p3为指向实型变量的指针变量） int、char、float分别称为指针变量p1、p2、p3的“基类型”，,7.1 指针的概念,“基类型”只是指指针变量所指变量的类型，不是指针变量的类型。指针变量只是存放指向变量的地址，由于内存地址都是整型常量，所以指针变量在内存中只占2个字节。 由上可知，定义指针变量的同时也可以定义其他类型的变量，它们在语法上的差别仅在于前者在变量名多了一个“*”号。要弄清楚指针变量的含义和作用，还必须弄清楚以下几个概念。 1指针变量名

5、：指针变量名不包括“*”号，因为“*”号不能用于标识符。因此，在*p1中，“*”和p1不是一个整体，不要把*p2、*p3等看作指针变量名，指针变量名是p2、p3等。 2指针变量的值：其初值不定，当初始化或赋值后，其值表示另一个变量的地址。,7.1 指针的概念,7.1.3和指针有关运算符 指针运算包括两个运算符 1取地址运算符（ 将变量a的地址赋给指针变量pa，也就是使pa指向了变量a。,7.1 指针的概念,2 指针运算符（*） 也叫间接访问运算符，单目运算符，当它和指针变量参与运算时，表示指针变量所指的内容，即实现“取内容”操作。 int a=5,b, *pa; pa= 注意：*在不同的地方作

6、用有时是不一样的。若出现在变量定义的部分，*说明pa是指针变量；出现在其他操作部分中*pa表示pa所指向的变量a。 3. 取地址运算符（ 使指针变量q中也存放了变量a的地址，也就是说指针变量p和q都指向了整型变量a。使用时应注意：赋值号两边指针变量的基类型必须相同。,7.1 指针的概念,3给指针变量赋“空”值 p=NULL; NULL是在stdio.h头文件中定义的预定义符，因此在使用NULL 时，应该在程序的前面出现预定义行：# include stdio.h。NULL的代码值为0， 应当注意： 1.指针变量只能存放地址，不能把一个整型量赋给指针变量。如 p=5; 是错的。应该通过取地址运算

7、符“ /*符号*用于定义指向整型变量的指针变量pa*/ pa= ,7.1 指针的概念,程序的运行结果为：,注意：a和pa的地址不一定是上面的结果，依据当时运行结果而定。 由例子，可归纳出符号“*”在C语言中有以下4种用法： 1用作一个普通ASCII字符，如上述程序中第6行语句在双引号 中的*号作为普通字符。 2在算术表达式中用作双目乘法运算符，如程序第5行中的 a*7。 3用于定义指针变量，如程序第2行中的*pa，定义pa为一指针 变量。这里的“*”不是运算符，表示变量pa为指针变量。,7.1 指针的概念,4在地址表达式中用作“间接访问”运算符，此处的“*”号是一个单目运算符，用于“左存右取”

8、由地址表达式所指向的变量的内容。如程序第4、5行中的*pa和第6行中双引号外边的*pa中的“*”号。由程序注释可知，第5行中的*pa的作用和第4、6两行中的*pa的作用是不相同的。即，当*pa出现在赋值运算符“=”的左边时，代表将右边的值存入由指针变量pa所指向的地址单元；而在其他位置作“间接访问”运算符时，代表取出由指针变量pa所指向的地址单元的内容。 符号“*”的4种不同作用，容易混淆的是后两种作用，大家可从它们所处的不同位置加以区分。 这里请读者牢记，“*”后必须跟一个地址表达式，指针变量pa代表一个地址，所以*pa是有意义；而普通变量a不是地址，因此，*a是无意义的。不要期望得到*a的

9、输出，这只会引起编译出错。,7.1 指针的概念,思考： 1若已执行了“pa=p= 如图7-5所示,5,变量a,p,P+1,图7-5,p,P+1,P+3,a0,a1,a0,a0,a8,图7-6,7.1 指针的概念,2指针运算和数组 指针运算在数组中应用得最多。 例如p指向int型数组，且p= 则p+1 指向a2 p+3指向a4 见图7-6 3指针变量相减 两个指针变量相减的含义是求得两个地址在内存中的相隔距离（存储单元个数加1）。能做相减运算的充要条件为：两个指针不但要指向同一数据类型的目标，而且要求所指对象是唯一的，一般应用于数组。两个指针变量相加则毫无实际意义。,7.2指针变量和函数,指针变

10、量和函数的关系包括指针变量和函数参数、指针变量和返回指针值的函数。 7.2.1指针变量和函数参数 函数的参数不仅可以是整型、实型、字符型等数据，还可以是指针类型。它的作用是将指针变量的值（该指针变量所指变量的地址）传送到另一个函数中。 学过函数的读者一定知道，C语言函数参数都是单项值传递，只能是实参传递给形参而不能反过来，如果想改变实参变量中的值，最好的方法用指针变量作为函数的参数。 例7.3 学校临时决定让正在上课的301教室和307教室的学生互换教室。用指针变量作为函数的参数。 #include void huhuan(int *p1,int *p2) ,7.2指针变量和函数,int t;

11、 t=*p1; *p1=*p2; *p2=t; main( ) int js301=56,js307=60; printf(jishi301=%d,jiaoshi307=%dn,js301,js307); huhuan( 运行结果:,7.2指针变量和函数,说明 如果将huhuan函数写成以下形式就会出问题： void huhuan(int *p1, int *p2) int *t; *t=*p1; /*此语句有问题*/ *p1=*p2; *p2=*t; 请读者自己上机运行，看一下结果。 注意：当一个指针变量没有具体指向时，不能给该指针变量所指单元赋值。同时，调用函数时，不能企图通过改变形参指针

12、变量的值而使实参指针变量的值发生变化。,7.2指针变量和函数,7.2.2指针变量和返回指针值的函数 函数有类型，也就是函数的返回值类型。函数可以返回整型、实型、字符型等数据，也可以返回指针类型的的数据。此时函数的定义的一般形式如下： 类型标识符 *函数名（参数列表） 例如： int *zhizhen(int x,int y) zhizhen是函数名，函数调用它返回一个指向整型的指针。其中 最前面的int表示返回的指针指向的是整形数据，*表示它后面的 函数zhizhen()是指针类型函数，x,y是函数zhizhen的形式参 数。 例7.4 将两个教室的学生合并到一个教室，函数带回教室的地址。,7

13、.2指针变量和函数,#include int *hebing(int *a,int *b) *a=*a+*b; return a; main( ) int js1,js2; scanf(%d,%d, 运行结果如下：,7.3指针变量和数组,C语言中指针和数组的关系很密切，任何能用数组完成的操作都可以用指针来实现，正确使用指针变量来引用和处理数组元素，能够使程序简单明了，效率更高。 7.3.1 一维数组和指针变量 1数组与指针变量的关系 C语言规定，任何一个数组的数组名表示该数组的首地址，即地址常量或叫指针常量。所以数组中的元素的地址可以通过数组名加上一个整数来表示。 例如定义 int a5,*p

14、;*a *(a+1) *(a+2) a0 a1 a2 图7-7p p+1 p+2 a a+1 a+2 编译系统为数组a分配连续的存储单元，如图7-7,7.3指针变量和数组,p,P+1,P+2,a,a+1,a+2,*a,*a+1,*a+2,a0,a1,a3,a,a+1,a+2表示相应元素的地址 *a,*(a+1),*(a+2) 表示相应数组元素即 a0,a1, a2 现执行语句：p=a;这样把数组a的首地址赋给了 指针变量p,或者说p指向了数组a,数组a中的 各元素地址可以用指针变量p加上一个整数来表 示，即 p+0,p+1,p+2,相应的数组元素为*(p+0),*(p+1),*(p+2)。当然

15、也可以像数组元素形式表示p0,p1,p2,7.3指针变量和数组,2指针变量引用数组元素 综上所述，数组元素的表示方法有： 下标法，如ai； 指针法，如 *(a+i),*(p+i) 其中a是数组名，p是指向数组的指针变量。 例7.5 某班级5名学生成绩输出。 #include main() int i,a5=90,97,85,70,64,*p; /*定义一位数组a，并赋初值*/ p=a; /*指针变量p指向数组a printf(p=%x,a=%xn,p,a); /*输出数组a的首地址*/ for(i=0;i5;i+) printf(a%d= %d ,i,ai); *下标法输出*/ printf(

16、n); for(i=0;i5;i+) printf(p%d= %d ,i,pi); printf(n);,7.3指针变量和数组,for(i=0;i5;i+) printf(*(a+%d)= %d ,i,*(a+i); *指针法输出*/ printf(“n”); for(i=0;i5;i+) printf(*(p+%d)= %d ,i,*(p+i); printf(n); for(i=0;i5;i+) printf(“p%d= %d ”,i,*p+); /*逐个移动指针变量p输出 数组元素*/ printf(n); 运行结果:,7.3指针变量和数组,注意：数组a与指针变量p的值以当时运行结果为准

17、。 从上面的例子可以看出： 1）指针变量p指向数组a时，ai、*(a+i)、*(p+i)输出结果相同，在程序中可以互换使用。需要说明的是，C编译系统对ai、*(a+i)、*(p+i)的处理方法是相同的，即按照相同的地址计算出数组元素的地址，因此三种方法的执行效率是相同的。 2）指针变量p可以进行p+运算，而对于数组名a不能用a+运算，因为数组名代表的是数组的首地址，是地址常量。 3）注意指针的初始化和指向，逐个移动指针变量p输出数组元素时，输出a4时，p的当前值指向的是数组a下面的单元。 上面的程序改为： #include main() int i,a5,*p; /*定义一位数组a */ p=

18、a;,7.3指针变量和数组,for(i=0;i=4;i+) scanf(%d ,p+); for(i=0;i5;i+) printf(%d ,*p+); printf(n); 运行结果:,7.3指针变量和数组,程序中p的指针在输入数据之后，没有从新指向数组a，正确程序如下，请读者自己上机运行。 #include main() int i,a5,*p; /*定义一位数组a */ p=a; for(i=0;i4;i+) scanf(%d ,p+); p=a; for(i=0;i5;i+) printf(%d ,*p+); printf(n); ,7.3指针变量和数组,3数组名作为函数参数 在C程序

19、中，可以用数组名作函数的实参和形参。数组名作为函数参数时将数组的起始地址传递过去，形参一定是相应指针类型。 例7.6将数组a中n个整数按相反顺序存放。 #include void inv(int x , int n) int i, j, t, m; m=(n-1)/2; for (i=0; i=m; i+) j=n-1-i; t=xi; xi=xj;,7.3指针变量和数组,xj=t; main( ) int i, a10=5,3,8,7,2,6,0,9,1,4; printf(The original array:n); for (i=0; i10; i+) printf(%d , ai);

20、printf(n); inv(a, 10); printf(The array has been inverted:n); for (i=0; i10; i+) printf(%d , ai); printf(n); ,7.3指针变量和数组,程序运行结果如下：,说明 1）在本程序的main函数中定义了一个一维数组a并赋以初值，在调用函数时使用了语句 inv (a, 10); 表示将数组名（即数组的首地址）和数组元素的个数作为实参传递给形参变量x和n。 在被调函数inv中定义x为形参数组名，它得到的是实参数组的首地址，本例中的inv函数的首部也可以写成 void inv(int *x, int

21、n) 其作用是相同的。 2）在用数组名作为函数的实参时，形参可以是数组名，也可以是指针变量；在用指向数组的指针作为函数的实参时， 形参可以是数组名，也可以是指针变量。：,7.3指针变量和数组,7.3.2 二维数组和指针变量 前面已经讲过了二维数组的定义，现在讲解指针可以指向二维数组。 1指向数组元素的指针变量 定义一个二维数组： int a23=1,2,3,4,5,6； 二维数组元素在内存中是按行存放的，对于上面的定义我们可以认为a是数组名，数组包括2行即2个元素a0,a1。每个元素又是一维数组，包含3个元素。,7.3指针变量和数组,例7.7 用指针变量输出2个班级的学生成绩 #include

22、 main() float a23=97,89,56,99,77,88,*p; for(p=a0;pa0+6;p+) if(p-a0)%3=0) printf(n); printf(%6.0f,*p); 运行结果：,7.3指针变量和数组,上面的例子改为 #include main() float a23=97,89,56,99,77,88,*p; for(p= ,7.3指针变量和数组,2指向包含m个元素的一维数组的指针变量 定义： 类型标识符 （*指针变量名）m； 例如 int (*p)3; 其中p是指针变量，它指向包含3个整数元素的一维数组。 注意：*p两边的括号不能省，否则表示指针数组。

23、例7.6 输出某个班级某名学生的成绩。 #include main() float a23=97,89,56,99,77,88,(*p)3; int i,j; p=a; /*数组的首地址赋给p*/ scanf(%d,%d,/*访问第I 行第j列元素*/ ,7.3指针变量和数组,运行结果：,注意：p是一个指向一维数组的指针变量，i的变化是以 一维数组的长度为单位，而p+i指的第i行。,7.3指针变量和数组,7.3.3字符串和指针变量 前面的章节讲述的字符串，本小节介绍指针和字符串的关系。 1指向字符串的指针变量 使指针指向一个字符串的方法主要有以下几种： 1）通过赋初值使指针指向一个字符串 ch

24、ar *ps=Hello!； 2）通过赋值运算使字符指针指向字符串 char *ps; ps=Hello!; 也可以通过指针变量之间的赋值使指针指向字符串。例如： char *ps1, *ps2=Hello!; ps1=ps2; 使ps1也指向了ps2所指向的字符串。还可以将字符数组名赋给字符指针变量而使其指向字符串。例如： char *ps1, s = Hello!; ps1=s;,7.3指针变量和数组,例7.8 用指针法将字符串a复制为字符串b。 # include stdio.h main( ) char a20, b20, *p1, *p2; int i; gets(a); /*输入一

25、串字符*/ for(p1=a,p2=b; *p1!= 0 ; p1+, p2+) *p2=*p1; *p2= 0 ; puts(b); 运行结果：,7.3指针变量和数组,2指向字符串的指针作函数参数 将一个字符串从一个函数传递到另一个函数，可以采用指针传递的方法。 例7.9用函数调用实现字符串的连接。 #include void str_cat (char *p1, char *p2) while (*p1!= 0) p1+; /*找目标字符串的结束标志0*/ while(*p2!= 0) *p1=*p2; /*将字符串2连接到字符数组中*/ p1+; p2+; *p1=0; /*在连接后的字

26、符串后面添补0*/ ,7.3指针变量和数组,main( ) char a80, b80; gets(a); gets(b); str_cat(a, b); puts(a); 运行结果：,程序中的str_cat函数还可写成如下形式： viod str(chat *p1, char *p2) while(*p1) p1+; while(*p2) *p1+=*p2+; *p1=0;,7.4 指针数组,指针数组的每个元素都是一个指针数据。指针数组比较适合用于指向多个字符串，使字符串处理更加方便、灵活。 7.4.1指针数组定义和引用 1. 指针数组定义 数据类型标识符 *数组名元素个数； char *p

27、3; 其中p是数组名，包含3个元素，每个数组元素都是字符型指针变量。在定义数组时进行初始化: char *p3=”Beijing ”,”Tianjin”,”Shanghai”;,7.4 指针数组,如图所示，其中p0指向字符串”Beijing”,p1指向字符串”Tianjin”,p2指向字符串”Shanghai”。经过上面的定义后，我们就可以像普通指针那样来使用指针数组了。 2. 指针数组引用 在C语言中，指针数组常用来处理二维或多维数组。 例7.10 输出我国四个直辖市名称 #include main( ) char city410=Beijing,tianjin,shanghai, chon

28、gqing; int i; for(i=0;i4;i+) printf(%sn,cityi); 运行结果：,7.4 指针数组,在定义二位数组时，二维个数必须是大于或等于字符串的字符个数，但由于字符串长度不一致，使很多存储单元未被利用，存储单元的利用率太低。而用数组指针来处理会改善这种情况，指针数组的各个元素所指向的字符串长度没有限制。 上面的程序可以写成 #include main() char *p4=Beijing,tianjin,shanghai, chongqing; int i; for(i=0;i4;i+) printf(%sn,pi); ,7.4 指针数组,7.4.2 用作mai

29、n函数的形参 指针数组的一个重要的应用是作为main函数的形参，在前面所接触到的程序中，main函数是不带参数的，总是写成 main( ) 括号中时空的。实际上main函数可以有参数的，这个参数可以认为是 main函数的形式参数。语言规定main函数的参数只能有两个，习惯上这两个参数写为argc和argv。因此，main函数的函数头可写为： main (argc,argv)。语言还规定argc(第一个形参)必须是整型变量,argv( 第二个形参)必须是指向字符串的指针数组。加上形参说明后，main函数的函数头应写为： main (int argc,char *argv) 由于main函数不能被

30、其它函数调用， 因此不可能在程序内部取得实际值。那么在何处把实参值赋予main函数的形参呢? 实际上main函数的参数值是从操作系统命令行上获得的。当我们要运行一个可执行文件时，在DOS提示符下键入文件名，再输入实际参数即可把这些实参传送到main的形参中去。,7.4 指针数组,DOS提示符下命令行的一般形式为： C:可执行文件名 参数 参数; 但是应该特别注意的是，main 的两个形参和命令行中的参数在位置上不是一一对应的。因为main的形参只有二个，而命令行中的参数个数原则上未加限制。argc参数表示了命令行中参数的个数(注意：文件名本身也算一个参数)，argc的值是在输入命令行时由系统按

31、实际参数的个数自动赋予的。例如有命令行为： C:chengxu beijing tianjing shanghai chongqing 由于文件名chengxu本身也算一个参数，所以共有5个参数，因此argc取得的值为5。argv参数是字符串指针数组，其各元素值为命令行中各字符串(参数均按字符串处理)的首地址。 指针数组的长度即为参数个数。,7.5 程序举例,例7.11 求任意两个整数的最大公约数和最小公倍数。 #include int zuida(int a,int b) int i,t; if(ab) t=a; a=b; b=t; for(i=a;i=2;i-) if(a%i=0,7.5

32、程序举例, int zuixiao(int a,int b) int i,t; if(ab) t=a; a=b; b=t; for(i=a;i=a*b;i+) if(i%a=0 ,7.5 程序举例,main() int a,b,c,d; scanf(%d,%d, 运行结果：,7.5 程序举例,本程序运行两次，分别求7，12和12，9的最大公约数和最小公倍数。 例7.12抓交通肇事犯 一辆卡车违反交通规则，撞人后逃跑。现场有三人目击事件，但都没有记住车号，只记下车号的一些特征。甲说：牌照的前两位数字是相同的；乙说：牌照的后两位数字是相同的，但与前两位不同； 丙是数学家，他说： 4位车号刚好是一个整数的平方。请根据以上线索求出车号。 *问题分析与算法设计 按照题目的要求造出一个前两位数相同、后两位数相同且相互间又不同的整数，然后判断该整数是否是另一个整数的平方。 #include