指针是C语言中的一个概念.ppt

第十章 指针,指针是C语言中的一个概念，正确而灵活地运用指针，可以有效地表示复杂的数据结构、难动态分配内存、方便使用字符串和数组、能使函数返回一个以上的结果、能直接使用内存地址等。,本章内容包括：10.1 地址和指针的概念10.2 变量的指针和指向变量的指针变量 10.3 数组与指针10.4 字符串与指针10.5 指向函数的指针10.6 返回指针值的函数10.7 指针数组与指向指针的指针,10.1地址和指针的概念,一、指针概述：1、地址的概念与取地址运算：内存以字节编码，每个编码都是一个地址。我们原先学过的变量、数组、函数等都放在内存中，在程序中，我们是通过变量名等使用变量、给变量赋值等，但实际运行时，系统使用的是内存地址，而不是变量名。我们怎样知道机器将某种数据放在内存的什么地方呢？可用求地址运算符 看出其地址。注意，这个地址并不是始终不变的，这是由机器和操作系统来安排的，我们无法预先知道。,在数组中，数组名代表数组的首地址 故a表示的地址和&a 0的地址相同。但&不能施加在常数、常量或表达式上，也不能施加在寄存器变量上（因为寄存器变量在cpu中，不在内存中）。二、指针变量：既然存储在内存中的各种变量都有一个地址，我们能否这样设想：定义某种变量，让这个变量的值等于某个变量的地址，如同某个房间号、门牌号一样？回答是肯定的。我们把这种存放某种变量地址的变量称为指针变量。,a,b,2010,2012,因此，在C语言中，将地址形象化地称为指针,说明(系统对变量的访问形式分为两种)一个变量的访问（访问是指取出其值或向它赋值）方式有两种：（1）直接访问，通过变量名访问，如通过变量名i直接访问。（2）间接访问，通过该变量的指针来访问，如通过指针p访问变量i。,1.内存地址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惟一的地址。（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。2.指针即地址 一个变量的地址称为该变量的指针。通过变量的指针能够找到该变量2.变量地址系统分配给变量的内存单元的起始地址。假设有这样一个程序：,main()int i;scanf(%d,时，存取变量i值的方式可以有两种：,(1)直接访问直接利用变量的地址进行存取 1)上例中scanf(%d,&i)的执行过程是这样的：用变量名i作为索引值，检索符号表，找到变量i的起始地址2000；然后将键盘输入的值（假设为）送到内存单元2000和2001中。此时，变量i在内存中的地址和值，如图10-1所示。2）printf(i=%dn,i)的执行过程，与scanf()很相似：首先找到变量i的起始地址2000，然后从2000和2001中取出其值，最后将它输出。（2）间接访问通过另一变量访问该变量的值 语言规定：在程序中可以定义一种特殊的变量（称为指针变量），用来存放其它变量的地址。,例如，假设定义了这样一个指针变量i_pointer，它被分配到3010、3011单元，其值可通过赋值语句i_pointer=i;得到。此时，指针变量i_pointer的值就是变量i在内存中的起始地址2000，如图10-1所示。通过指针变量i_pointer存取变量i值的过程如下：首先找到指针变量i_pointer的地址（3010），取出其值2000（正好是变量i 的起始地址）;然后从2000、2001中取出变量i的值（3）。（3）两种访问方式的比较 两种访问方式之间的关系，可以用某人甲（系统）要找某人乙（变量）来类比。一种情况是，甲知道乙在何处，直接去找就是（即直接访问）。另一种情况是，甲不知道乙在哪，但丙（指针变量）知道，此时甲可以这么做：先找丙，从丙处获得乙的去向，然后再找乙（即间接访问）。,10.2 变量的指针和指向变量的指针变量,（1）指针即地址 一个变量的地址称为该变量的指针。通过变量的指针能够找到该变量。（2）指针变量专门用于存储其它变量地址的变量指针变量i_pointer的值就是变量i的地址。指针与指针变量的区别，就是变量值与变量的区别。（3）为表示指针变量和它指向的变量之间的关系，用指针运算符*表示。例如，指针变量i_pointer与它所指向的变量i的关系，表示为：*i_pointer，即*i_pointer等价于变量i。因此，下面两个语句的作用相同：i=3;/*将3直接赋给变量i*/i_pointer=/*将3赋给指针变量i_pointer所指向的变量*/,定义一个指针变量,指针变量的定义一般形式为：基类型*指针变量名;,例如：int i,j,*pi,*pj;float x,y,*p1,*p2;指针变量的赋值：使得指针变量指向变量指针变量名注意：指针变量只能存放指针（地址），且只能是相同类型变量的地址。例如，指针变量pi、pj，只能接收int型、p1,p2只能接收float型的地址，否则出错。,指针变量的引用,在程序中，可以用：*指针变量名代替其所指变量。如若int i,*p;p=的作用相同，即可用*p代替i,这里*号称为指针运算符（或称为间接访问运算符）,例10.1通过指针变量访问整型变量main()int a,b,point_1,point_2;a=100;b=10;point_1=,例10.2输入a和b两个整数，按先大后小的顺序输出a和b的值main()int a,b,*p,*p1,*p2;p1=,10.2.3 指针变量作为函数参数,实参：变量地址或已赋值的指针变量，形参：指针变量功能：地址传送方式，会将改变后的值带回。,例10.3通过函数调用实现例10.2的功能。swap(int*p1,int*p2)int temp;temp=*p1;*p1=*p2;*p2=temp;main()int a,b,*pointer1,*pointer2;scanf(%d%d,例10.4输入3个整数，按降序（从大到小的顺序）输出。要求使用变量的指针作函数调用的实参来实现。void exchange(int*pointer1,int*pointer2)int temp;temp=*pointer1,*pointer1=*pointer2,*pointer2=temp;main()int a,b,c;printf(Input the first number:);scanf(%d,10.3数组与指针,指向数组元素的指针1.概念数组的指针数组在内存中的起始地址，用数组名表示2.指向数组的指针变量-赋于数组名的指针变量例如，int a 10,*p=a(或*p=,10.3.2 通过指针引用数组元素如果有“int a 10,*p=a;”，则：（1）p+i=a+i=&ai。（2）*(p+i)=*(a+i)=ai。（3）pi*(p+i)ai。注意：p+1指向数组的下一个元素，而不是简单地使指针变量p的值+1。其实际变化为p+1*size(size为一个元素占用的字节数）。例如，假设指针变量p的当前值为3000，则p+1为3000+1*2=3002，而不是3001,例10.5输出数组的全部元素,#includevoid main()int a10,i,*p;for(i=0;i10;i+)scanf(%d,/用指针变量指向数组元素,说明：（1）指针变量的值是可以改变的，所以必须注意其当前值，否则容易出错。（2）指向数组的指针变量，可以指向数组以后的内存单元，虽然没有实际意义。（3）对指向数组的指针变量（px和py）进行算术运算和关系运算的含义如下：1）可以进行的算术运算，只有以下几种：pxn：将指针从当前位置向前（+n）或回退（-n）n个数据单位，而不是n个字节。px-py：两指针之间的数据个数，而不是指针的地址之差。,2）关系运算表示两个指针所指地址之间、位置的前后关系：前者为小，后者为大。例如，如果指针px所指地址在指针py所指地址之前，则pxpy的值为1。,例：通过指针变量输出数组的10个元素#includevoid main()int*p,i,a10;p=a;for(i=0;i10;i+)scanf(%d,p+);printf(n);for(i=0;i10;i+)printf(%5d,ai);printf(n);for(i=0;i10;i+,p+)printf(t%d,*p);printf(n);,10.3.3 用数组名作为函数参数形参：数组或指针变量实参：数组名或指向数组的指针变量传递方式：地址传送方式作用：若函数中对数组作了修改，则调用函数中的数组也会作同样的修改,例10.7将数组a中的n个整数按相反次序存放,#includevoid main()int i,a10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,*p;void inv(int x,int n);for(i=0;i10;i+)printf(%5d,ai);printf(n);p=a;inv(a,10);inv(p,10);for(i=0;i10;i+)printf(%5d,ai);,void inv(int*x,int n)int temp,*i,*j,*p,m=(n-1)/2;i=x;j=x+n-1;p=x+m;for(;i=p;i+,j-)temp=*i;*i=*j;*j=temp;,void inv(int x,int n)int temp,i,j,m=(n-1)/2;for(i=0;i=m;i+)j=n-i-1;temp=xi;xi=xj;xj=temp;,10.3.4 多维数组与指针 1.多维数组元素的地址 假设有如下数组定义语句：int a 34;（1）从2维数组角度看，数组名a代表数组的起始地址，是一个以行为单位进行控制的行指针：a+i：行指针值，指向2维数组的第i行。*(a+i)：（列）指针值(&ai0)，指向第i行第列（控制由行转为列，但仍为指针）。*(*(a+i)：数组元素a i0的值。用a作指针访问数组元素a ij的格式：*(*(a+i)j)（2）从1维数组角度看，数组名a和第1维下标的每一个值，共同构成一组新的1维数组名a 0、a 1、a 2，它们均由4个元素组成。,语言规定：数组名代表数组的地址，所以a i是第i行1维数组的地址，它指向该行的第0列元素，是一个以数组元素为单位进行控制的列指针：ai+j：（列）指针值，指向数组元素a ij。*(ai+j)：数组元素a ij的值。如果有“int a34,*p=a 0；”，则p+1指向下一个元素，用p作指针访问数组元素a ij的格式：*(p+(*每行列数+j),2，指向多维数组元素的指针变量,（1）指向数组元素的指针变量例10.11用指针变量输出数组元素的值#includevoid main()int a34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23;int*p;for(p=a0;pa0+12;p+)if(p-a0)%4=0)printf(n);printf(%4d,*p);,例10.12输出二维数组的任一行任一列的值#includevoid main()int a34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23;int(*p)4,i,j;/定义一个指向含有4个元素的整型数组p=a;scanf(i=%d,j=%d,3.指向数组的指针作为函数参数,例10.13有一个班，3个学生，各学4门课程，计算总1平均分数及输出第n个学生的成绩。算法设计：主函数：1，函数声明2，初始化成绩3，调用求平均成绩的函数4，调用函数输出第i个学生的成绩求平均值函数：1，求总成绩2，返回平均成绩输出函数使用for循环，直接输出成绩,#includevoid main()void average(float*p,int n);void search(float(*p)4,int n);float score34=65,67,70,60,80,87,90,81,90,99,100,98;average(*score,12);search(score,2);void average(float*p,int n)float*p_end;float sum=0,aver;p_end=p+n-1;,for(;p=p_end;p+)sum=sum+(*p);aver=sum/n;printf(average=%5.2f,aver);void search(float(*p)4,int n)int i;printf(The score of NO:%dn,n);for(i=0;i4;i+)printf(%5.2f,*(*(p+n)+i);,10.4 字符串与指针,字符串的表示形式1，用数组存放一个字符串例10.15定义一个字符数组，对它进行初始化，然后输出该字符串。#includevoid main()char string=I love China);printf(%s,string);,2,用字符指针指向一个字符串。例10.16#includevoid main()char*string=I love China;printf(%s,string);,10.4.2 字符串指针作为函数参数例10.20用函数调用实现字符串的复制#includevoid copy_string(char*from,char*to)for(;(*to=*from)!=0;from+,to+);void main()void copy_string(char*from,char*to);char array_str120=I am a teacher.;char array_str220;copy_string(array_str1,array_str2);/*数组名作实参*/printf(array_str2=%sn,array_str2);,程序说明：for(;(*to=*from)!=0;from+,to+);语句的执行过程为：首先将源串中的当前字符，复制到目标串中；然后判断该字符（即赋值表达式的值）是否是结束标志。如果不是，则相对位置变量i的值增1，以便复制下一个字符；如果是结束标志，则结束循环。其特点是：先复制、后判断，循环结束前，结束标志已经复制。在C语言中，用赋值运算符、而不是赋值语句来实现赋值操作，能给某些处理带来很大的灵活性，该语句（实现字符串的复制）的用法就是最好的例证。,10.5 指向函数的指针,1.函数指针的概念一个函数在编译时，被分配了一个入口地址，这个地址就称为该函数的指针。可以用一个指针变量指向一个函数，然后通过该指针变量调用此函数。,2.指向函数的指针变量（1）定义格式 函数类型(*指针变量)()；注意：“*指针变量”外的括号不能缺，否则成了返回指针值的函数。例如，int(*fp)();/*fp为指向int函数的指针变量*/,（2）赋值 函数名代表该函数的入口地址。因此，可用函数名给指向函数的指针变量赋值。指向函数的指针变量 注意：函数名后不能带括号和参数；函数名前的“&”符号是可选的。,(3)调用格式(*函数指针变量)(实参表)3.指向函数的指针变量作函数参数指向函数的指针变量的常用用途之一，就是将函数指针作参数，传递到其它函数。注意：对指向函数的指针变量，诸如p+i、p+/p-等运算是没有意义的。例10.24设有一个函数process，在调用它时，每次实现不同的功能。输入a和b两个数，第一次调用时找出a与b中的大者，第二次找出小者，第三次求和。,#includevoid main()int max(int,int);int min(int,int);int add(int,int);int process(int,int,int(*fun)();int a,b;printf(enter a and b:);scanf(%d%d,max(int x,int y)return xy?x:y;min(int x,int y)return xy?y:x;add(int x,int y)return x+y;process(int x,int y,int(*fun)(int,int)/*fun是一个指向函数的指针，该函数是一个有两个整型参数的返回整型值的函数*/int result;result=(*fun)(x,y);printf(%dn,result);,作业,10.4，10.5要求相应的写出算法和程序,10.6 返回指针值的函数,一个函数可以返回一个int型、float型、char型的数据，也可以返回一个指针类型的数据。返回指针值的函数（简称指针函数）的定义格式如下：函数类型*函数名(形参表列)例如：int*a(int x,int y);该函数的函数名为a，返回的是一个整型的指针。,例10.24有若干个学生的成绩（每个学生有4门课程）要求在输入学生序号后，能输出该学生的全部成绩#includevoid main()float score4=60,70,80,90,56,89,67,88,34,78,90,66;float*search(float(*point)4,int n);float*p;int i,m;printf(请输入学生的序号:);scanf(%d,float*search(float(*pointer)4,int n)float*pt;pt=*(pointer+n);return(pt);,例10.25对上例中的学生，找出其中不及格课程的学生及其学生号.#includevoid main()float score4=60,70,80,90,56,89,67,88,34,78,90,66;float*search(float(*point)4);float*p;int i,j;for(i=0;i3;i+)p=search(score+i);if(p=*(score+i)printf(NO.%d score:,i);for(j=0;j4;j+)printf(%5.2ft,*(p+j);printf(n);,float*search(float(*pointer)4)int i;float*pt;pt=*(pointer+1);for(i=0;i4;i+)if(*(*pointer+i)60)pt=*pointer;return(pt);,10.7 指针数组和指向指针的指针,10.7.1 指针数组的概念 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。定义格式 数据类型*数组名元素个数例如：int*p4;char*string10;例10.26将若干字符串按字母的顺序（由小到大）输出主函数中进行初始化工作，然后调用排序函数和输出函数进行排序和输出。,#include#includevoid main()void sort(char*name,int n);void print(char*name,int n);int n=5;char*name=Follow me,BASIC,Great Wall,FORTRAN,Computer design;sort(name,5);print(name,5);,void sort(char*name,int n)char*temp;int i,j,k;for(i=0;i0)k=j;if(k!=i)temp=namei;namei=namek;namek=temp;void print(char*name,int n)int i=0;for(i=0;in;i+)printf(%sn,namei);,指向指针的指针定义格式：类型名*数组名；功能：定义二级指针。例：int*p;例10.27使用指向指针的指针#includevoid main()char*name=Follow me,Greate Wall,FORTRAN,Computer design;char*p;int i;for(i=0;i5;i+)p=name+i;printf(%sn,*p);,10.7.3 指针数组作main函数的形参,在以往的程序中，主函数main()都使用其无参形式。实际上，主函数main()也是可以指定形参的。其格式为：void main(int argc,char*argv)形参说明（1）形参argc是命令行中参数的个数（可执行文件名本身也算一个）。在本例中，形参argc的值为3（lock、+|-、文件名）。（2）形参argv是一个字符指针数组，即形参argv首先是一个数组（元素个数为形参argc的值），其元素值都是指向实参字符串的指针，即用于保存命令行中的字符串。,例：一个主函数包含有参数的文件void main(int argc,char*argv)while(argc1)+argv;printf(%sn,*argv);-argv;,空指针,在指针的定义中，可以将指针的类型定义为void，此时该指针的类型在赋值时确定。如：void*p1,*p2;int i;char s20;p1=/p2为字符型。,作业10.15，10.21要求自然语言写出算法,