七章节指针.ppt

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1、第七章 指针,程序执行中数据存于内存。在可用期间数据有确定存储位置，占据一些存储单元。内存单元的编号：地址。机器语言通过地址访问数据。高级语言用变量等作为存储单元/地址的抽象。,建立变量就是安排存储。赋值时存入，用值时从中提取。外部变量/静态变量有全局存在期，程序执行前安排存储位置，保持到程序结束。自动变量在函数调用时安排存储，至函数结束。再调用时重新安排存储。,变量存在期就是它占据所安排存储的期间。任何变量在存在期间总有确定存储位置，有固定的地址。寄存器变量可能放在寄存器，无地址。本章不考虑寄存器变量。,变量存在时有地址，地址用二进制编码，因此可能成为程序处理的数据。问题：地址作为数据有什么

2、用？,若程序可以处理对象地址，就可通过地址处理相关对象。对象（如变量）地址也被作为数据，地址值/指针值。以地址为值的变量称为指针变量/指针(pointer)。,指针是一种访问其他对象的手段，利用这种机制能更灵活方便地实施对各种对象的操作。,主要操作指针赋值：将程序对象的地址存入指针变量。间接访问：通过指针访问被指对象。指针还能保存其他对象的地址。下面讨论以变量为例。,指针保存着变量x地址，也说指针指向x。示意图：,指针可赋值，其指向在执行中可变。p某时指x，后可能指向y。这样，通过p访问被指对象的语句，前次访问x，后来就访问y。这种新灵活性很有用。,C中用指针常能写出更简洁有效的程序。有些问题

3、必须用指针处理。指针在大型复杂软件中使用广泛。指针使用的水平是评价人的C程序设计能力的重要方面。C指针灵活/功能强。掌握有难度，易用错，应特别注意。应特别注意使用指针的常见错误，注意！,7.2 指针变量的定义和使用,指针有类型，只能保存特定类型的变量的地址。指向int的指针p只能指向int变量。p所指也看作int，从p间接访问当作int。常说int指针p1等。,定义指针需指明指向类型。定义指向int的指针变量：int*p,*q;指针变量可以与其他变量一起定义：int*p,n,a10,*q,*p1,m;,指针是变量，可赋值取值，定义域与存在期。应赋给类型正确的指针值，取出的值也是特定类型的指针值

4、。用(int*)表示整型指针的类型，其他类似。,指针操作取地址运算符&和间接访问操作用*。一元运算符。,取地址运算,多个指针可能同时指向同一变量。变量相等就是值相等，指针变量相等说明两个指针指向程序里同一东西。,间接运算间接运算得到被指针所指的变量，这种表达式可以像普通变量一样使用。设p指向n。间接赋值：*p=17;这里写*p相当于直接写n。另一个赋值：m=*p+*q*n;/*访问n三次*/,+*p;/*使变量n的值加1，变成18*/(*p)+;/*使变量n的值再加1，变成19。*/*p+=*q+n;/*变量n被赋以新值57*/q=/*指针q指向了数组a的元素*/,指针作为函数参数指针作为函数

5、参数有特殊意义，利用这种参数可写出能修改调用时环境的函数。函数调用处的环境指在调用函数的位置能访问的变量全体。前面函数的特点：可使用调用处环境中变量的值（通过参数），但不能修改这些变量（数组参数除外）。在函数f里调用g，可将f局部变量作为实参。用g改变f局部变量的唯一方法是将g的返回值赋给f的局部变量。这种方法局限性太强，例如无法在一个调用中修改两个局部变量的值。利用指针可以改变这种情况。,例：定义函数swap，希望用它交换两个变量的值。因为要改变两个变量，无法通过返回值解决。,下面定义不行：void swap0(int x,int y)int t=x;x=y;y=t;int f()int a

6、=5,b=10;swap0(a,b);/*不行*/,函数内修改形参，不会改变调用时的实参。,分析：要（在另一函数里）调用函数g修改调用处的变量（如局部变量），必须在g里面掌握这个变量。,用指针可以解决问题。把m的地址（也是值）通过指针参数p传给g，函数内对p间接访问就能操作m，包括对m赋值（改变m）。,例：void set3(int*np)*np=3;使用实例：int main()int n,m;set3(,请回忆scanf的情况。,通过参数改变调用环境的方案包括三方面：1）函数定义中用指针参数；2）函数内用间接操作实际变量；3）调用时以被操作变量的地址作为实参。函数swap可定义为：void

7、 swap(int*p,int*q)int t=*p;*p=*q;*q=t;交换变量m和n的值，调用形式是：swap(,swap参数类型是(int*)，实参必须是合法整型变量的地址。,设有变量定义：int a10,k;调用实例：swap(,介绍标准库函数scanf时，强调在接受输入的变量前必须写&，就是将变量的地址传给scanf。scanf采用与swap一样的技术，通过间接访问为指定变量赋值，把输入的值赋给指定变量。,例：改造上章输入整数值并检查值范围的函数，引进指针参数，使之能更好处理输入错误。前面实现里用特殊整数值指明输入出错，有缺点（可能不存在合适的值）。指针参数提供了另一种方法：,函数

8、增加一个指针参数，通过它送回读入值。用函数返回值传递函数执行的状态信息。返回1表示输入成功，0表示输入未能正常完成。,新函数定义：int getnumber(char prompt,int imin,int imax,int repeat,int*np)int i;*np=0;for(i=0;repeatimax)printf(Correct range%d,%d.n,imin,imax);while(getchar()!=n);else return 1;return 0;,前面的调用现在可以重写为：getnumber(Choose a range 0,n.Input n:,2,32767,

9、5,更合适的调用形式：if(getnumber(Your guess:,0,m-1,5,&guess)=0)/*处理输入出错的程序片段*/这类函数的形参为指针，实参必须是合法变量地址。,这里可以看到标准库函数的样子。通过返回值表示函数的工作情况，是一种常用技术。,与指针有关的一些问题空指针值：特殊指针值，表示指针变量闲置（未指向任何变量）。是唯一对任何指针类型都合法的值。空指针值用0表示，标准库定义符号常量 NULL：p=NULL;和p=0;相同前一写法易看到是指针，用时必须包含标准头文件。,指针初始化指针变量定义时可用合法指针值初始化：int n,*p=若没有初始化，外部指针和局部静态指针自

10、动初始化为用空；普通局部指针不初始化。,指针使用中的常见错误使用指针的最常见错误是非法间接访问：在指针未指向合法变量的情况下做间接。如：int f(.)int*p,n=3;*p=2;.p没有初始化，没有指向合法变量。,“悬空指针”指值不是（当时）合法的变量地址的指针变量，也常被称为“野指针”。间接访问悬空指针是严重错误，后果可能很严重。,常见错误写法（设p是悬空int指针，n是int变量）：swap(p,编译程序不能发现scanf的错误。有些系统可能对第一个例子（假设p未初始化）给出警告。间接访问空指针也同样无理和非法。,通用指针类型(void*)，可以指向任何变量。声明：int n,*p;d

11、ouble x,*q;void*gp1,*gp2;,任何指针值可以赋给通用指针（不必转换）。例：gp1=/gp2指向x,若通用指针gpt指向g，g类型是指针pt的指向类型，将gpt赋给pt（要写强制转换）通过pt保证正确访问g。gp1=/*合法，p是(int*)*/,q=(double*)gp1;/*不合法，q是(double*)*/,不合法？,上面的转换既不改变指针的值，也不改变其所指对象的类型，但却让程序今后把n当作double型数据看待，这就非法了。,指针类型代表一种观点。被整型指针所指的变量总看成是整型；被双精度指针指向。指针转换是观点转换。从整型指针转换到通用指针就是丢掉类型信息。保

12、证恢复到原有类型（转回整型指针），被指对象还可用。,通用指针不能做间接运算。被普通指针所指变量的类型明确，间接后可以作为该类型的变量使用。通用指针可指向任何变量，间接访问的意义无法确定。通用指针没提供被指对象的类型信息，所以不能通过它们直接使用被指对象。通用指针最无用，唯一用途就是提供指针值。标准库的某些函数使用了通用指针。,7.3 指针与数组,C指针与数组关系密切，以指针为媒介可以完成各种数组操作。常能使程序更加简洁有效。用指针做数组操作同样要特别注意越界错误。指针和数组的关系是C语言特有的，除了由C派生出的语言（如C+），一般语言中没有这种关系。,指向数组元素的指针类型合适的指针可以指向数

13、组元素。假定有定义：int*p1,*p2,*p3,*p4;int a10=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;,可以写：p1=,p4没指向a的元素，是指向a最后元素向后一个位置。C语言保证这个地址存在，但写*p4 是错误的。,写数组名得到数组首元素地址，元素类型的指针值。“p1=,指针运算当指针p指向数组元素时说p指到了数组里。这时由p可以访问被p指的元素，还可访问数组的其他元素。例：p1指向a首元素，值合法（a0的地址），p1+1也合法（a1的地址）。p1+2、p1+3、也合法，分别为a其他元素的地址。由它们可间接访问a各元素。,例：*(p1+2)=3;/*给a2赋值*/p2=p1+5

14、;/*使p2指向a5*/,也可由指向非首元素的指针出发访问数组其他元素：*(p2+2)=5;/*给a7赋值*/可用减法访问所指位置之前的元素：*(p2-2)=4;/*给a3赋值*/,通过指针访问数组元素时必须保证不越界。运算取得的指针值（即使不间接访问）必须在数组范围内（可过末元素一位置），否则无定义。这类运算称为“指针运算”。其他常用指针运算：用指针运算得到的值做指针更新：p2=p2-2;/*这使p2改指向a3*/,用增/减量操作做指针更新（指针应指在数组里）：p3=p2;+p3;-p2;p3+=2;如果两指针指在同一个数组里，可以求差，得到它们间的数组元素个数（带符号整数）。n=p3 p2

15、;/*也可以求 p2 p3*/,指在同一个数组里的指针可以比较大小：if(p3 p2).当p3所指的元素在p2所指的元素之后时条件成立（值为1），否则不成立（值为0）。两个指针不指在同一数组里时，比较大小没有意义。,两个同类型指针可用=和!=比较相等或不等；任何指针都能与通用指针比较相等或不等，任何指针可与空指针值（0或NULL）比较相等或不等。两指针指向同一数据元素，或同为空值时它们相等。,数组写法与指针写法如果指针指在数组里，通过指针访问数组元素也可用下标形式写。设p1指向数组a0，p3指向a5。可写：p13=5;p32=8;p13一类写法称为数组写法，*(p+3)一类写法称为指针写法。两

16、类写法有等价效力，可自由选用。,数组名求值得到指针值可参与一些指针运算，可采用指针写法。a3可写为*(a+3)。（数组名可以“看作”常量指针）数组名可以与其他指针比大小，相等与不相等，等等。注意：数组名不是指针变量，特别是不能赋值，不能更改。若a为数组，下面操作是错误的：a+;a+=3;a=p;有些运算虽不赋值但也可能没意义。如 a3 不可能得到合法指针值，结果超出数组界限。,指针运算原理当一个指针指向数组里的元素时，为什么能算出下一元素位置？（这是指针运算的基础）指针有指向类型，p指向数组a时，p的类型与a元素类型一致，数据对象的大小可以确定。p+1的值可根据p的值和数组元素大小算出。由一个

17、数组元素位置可以算出下一元素位置，或几个元素之后的元素位置。指针运算的基础。,通用指针即使指到数组里，因没有确定指向类型，因此不能做一般指针计算，只能做指针比较。,基于指针的数组程序设计指针运算是处理数组元素的另一方式，有时很方便。设有int数组a和指针p1,p2，下面代码都打印a的元素：,for(p1=a,p2=a+10;p1 p2;+p1)printf(%dn,*p1);for(p1=a;p1 a+10;+p1)printf(%dn,*p1);for(p1=p2=a;p1-p2 10;+p1)printf(%dn,*p1);for(p1=a;p1-a 10;+p1)printf(%dn,*

18、p1);,数组参数的意义C规定，数组参数就是相应的指针参数：int f(int n,int d).和int f(int n,int*d).意义相同。数组参数的作用就是这样实现的。对应d的实参是被处理数组的名字，求值得到指针值，符合形参需要，使d指向该数组的“首元素”。,前面函数体里参数用数组写法（对指针可这样写）。通过指针形参d访问的相应实参数组里的各元素。（数组参数就是利用指针实现的！）这也使采用数组参数的函数能修改实参数组。,函数里也可用指针方式做元素访问。int intsum(int n,int a)int i,m=0;for(i=0;i n;+i)m+=*(a+i);return m;

19、,函数里不能用sizeof确定数组实参大小：函数的数组形参实际是指针，求sizeof算出的是指针的大小。所有指针大小都一样，它们保存的都是地址值，各种类型的地址值采用同样表示方式。另一方面，sizeof的计算是在编译中完成的。实参是动态运行中的东西。,使用数组的一段元素以数组为参数的函数可处理一段元素。求元素和：double sum(int n,double a);设有双精度数组b，40个元素已有值：,用sum可求b所有元素之和/前一段元素之和：x=sum(40,b);y=sum(20,b);sum不知道b的大小，它由参数得到数组首元素地址，从这里开始求连续40或20个元素的和。也可用sum求

20、b中下标12到24的一段元素之和。,z=sum(13,b+12);,指针与数组操作函数实例例1，用指针方式实现字符串长度函数。一种方式：int strLength(const char*s)int n=0;while(*s!=0)s+;n+;return n;通过局部指针（参数是局部变量）扫描串中字符。,另一实现：int strLength(const char*s)char*p=s;while(*p!=0)p+;return p-s;,参数是指针类型(char*)，实参应是字符串或存字符串的数组。可用指向字符串的指针作为参数。,例2，用指针实现字符串复制函数。直接定义：void strCop

21、y(char*s,const char*t)while(*s=*t)!=0)s+;t+;赋值表达式有值，0就是0，函数可简化：void strCopy(char*s,const char*t)while(*s=*t)s+;t+;,把指针更新操作也写在循环测试条件里，程序是：void strCopy(char*s,const char*t)while(*s+=*t+);/空语句注意优先级与结合性，增量运算的作用与值等。,例3，利用指针，输出int数组里一段元素：void prt_seq(int*begin,int*end)for(;begin!=end;+begin)printf(%dn,*be

22、gin);,prt_seq(a,a+10);prt_seq(a+5,a+10);prt_seq(a,a+3);prt_seq(a+2,a+6);prt_seq(a+4,a+4);prt_seq(a+10,a+10);最后两个调用对应空序列。序列为“半闭半开”。,还可写出许多类似函数。“设置”函数：void set_seq(int*b,int*e,int v)for(;b!=e;+b)*b=v;,序列中每个元素都用其平方根取代：void sqrt_seq(double*b,double*e)for(;b!=e;+b)*b=sqrt(*b);,求平均值：double avrg(double*b,d

23、ouble*e)double*p,x=0.0;if(b=e)return 0.0;for(p=b;p!=e;+p)x+=*p;return x/(e-b);,字符指针与字符数组,定义字符指针时可用字符串常量初始化，如：char*p=Programming;1）定义p；2）建字符串常量“Programming”；3）令p指向字符串常量。见下图。,常用字符指针指向字符数组元素。如指向常量字符串或存着字符串的字符数组，通常指向字符串开始。也可以指到字符串中间，把它指的东西当字符串用。,比较：char a=Programming;1）定义12个字符元素的数组；2）用“Programming”中各字符和

24、空字符初始化a的各元素。如下图。,1）指针p可重新赋值（a不能赋值），如：p=Programming Language C;2）p和a类型不同，大小不同。a占12个字符的空间。3）a的元素可以重新赋值。如：a8=e;a9=r;a10=0;a变成“Programmer”。按规定不得修改字符串常量。,可定义字符指针变量并让它指向已有字符数组。C程序常用这种方式使用和操作字符数组内容。例如，输入一行到数组里：,enum NLINE=256;char lineNLINE;int count;char*p;/*-*/p=line;while(plineNLINE-1/*统计e的个数*/,7.4 指针数组

25、,复杂C程序里常用指针的数组。例：需要一组字符串，常用字符指针数组索引它们。如软件中错误信息常用一组字符串表示。分散管理不便。可定义指针数组，指针分别指向输出信息串常量。也可定义其他类型的指针数组。,定义字符指针数组：char*pa10;优先级也适用于定义。优先级高，pa是数组，其元素是字符指针。,定义字符指针数组时可用字符串常量提供初始值。例：char*days=Sunday,Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday,Friday,Saturday;,简单实例：printf(Work days:);for(i=1;i6;+i)printf(%s,daysi);pri

26、ntf(nWeekend:);printf(%s%sn,days6,days0);,字符指针数组实例：改写第6章的C语言关键字统计程序，把原来的两维字符数组keywords改为字符指针数组。只需定义下面数组，并用（关键字）字符串对各指针做初始化：char*keywords=auto,break,.volatile,while;其他部分不需要改，程序可正常工作。,指针数组与两维数组两维字符数组与字符指针数组不同。定义：char color16=RED,GREEN,BLUE;char*color=RED,GREEN,BLUE;,命令行参数的处理启动程序的基本方式是输入命令，要求OS装入代码文件并执

27、行。命令行：描述命令的字符行。图形用户界面系统里的命令行存在于图标/菜单的定义中。,源文件abcd.c加工出可执行文件abcd.exe。命令：abcd该程序就会装入执行。,除命令名外，命令行常包括其他信息。DOS命令：copy a:file1.txt dir windowssystem/p附加信息也是字符序列，称为命令行参数。,写处理命令行参数的程序，要用C的命令行参数机制。处理命令行参数很像处理函数参数，写程序时要考虑和处理程序启动时实际命令行提供的信息。,命令行被看作空格分隔的字段，各个命令行参数。命令名编号为0，其余依次编号。程序启动时把各命令行参数做成字符串，程序里可按规定方式使用。设

28、有程序 prog1；设启动程序的命令行是：prog1 there are five arguments这时prog1是编为0的命令行参数，there是编号1的命令行参数，；共5个命令行参数。,可通过main的参数获取命令行参数。main(void)表示不处理命令行参数，main的另一形式带两个参数：int main(int argc,char*argv);,常以argc、argv作为main的参数名，参数类型确定。main开始执行时，argc是命令行参数个数；argv指向一个含argc+1个指针字符指针数组，前argc个指针指向各命令行参数串，最后有一个空指针。,右图是一个现场情况。,可由ar

29、gc得到参数个数，通过argv访问它们。可以访问启动程序的命令名本身。在一些系统里，0号参数还包括完整的目录路径。,例：写程序echo打印各命令行参数。写程序时不知道调用时的命令行参数是什么，但可以打印它们：,#include int main(int argc,char*argv)int i;for(i=0;i argc;+i)printf(Args%d:%sn,i,argvi);return 0;,while(*argv!=NULL)printf(“%sn”,*argv+);,用IDE开发程序时，编辑/调试/执行等工作都在环境里完成，执行程序时如何提供命令行参数？集成开发环境都有专门机制为

30、启动命令行提供参数。可转到IDE之外在命令行状态下启动程序。在图形用户界面系统里，有关命令行参数的讨论同样有效。建立程序项、命令菜单项等也要写出实际命令行，包括提供必需的命令行参数。一些图形界面系统里可把数据文件拖到程序文件上作为处理对象。此时将自动产生一个命令行。,7.5 多维数组作为参数的通用函数,两维或多维数组参数必须说明除第一维外各维的大小，失去一般通用性。C99提供了处理多维数组的通用函数的标准机制。存在一些技术。下面以两维数组为例，多维数组类似处理。考虑：void prtmat(int m,int p10)int i,j;for(i=0;i m;+i)for(j=0;j10;+j)

31、printf(“%d”,pij);putchar(n);只能对第二维长10的数组使用。,(*p),void prtmat(int m,int n,int p)定义错误，无法通过编译。为什么？,p的指向类型是int数组（两维数组的元素是一维数组）。定义没给出一维数组大小，指针定义不完全。这样，函数知道p0的位置，但无法算出p1等子数组位置以及pij位置。编译无法完成。实际中确实需定义处理多维数组的通用函数。,解决方案：考虑数组 int a108;首元位置&a00。每行8元素，第1行开始：&a00+8访问第1行首元素用表达式：*(&a00+8)访问第i行首元素用表达式：*(&a00+i*8)访问a

32、ij：*(&a00+i*8+j),处理两维数组所需信息：1）基本元素类型；2）数组两个维的长度；3）数组开始位置。,输出两维整型数组的函数，每行输出在一行。void prtMatrix(int m,int n,int*mp)int i,j;for(i=0;i m;+i)for(j=0;j n;+j)printf(%d,*(mp+i*n+j);putchar(n);打印数组a和另一2036的整型数组mat的调用形式：prtMatrix(10,8,如果写：prtMatrix(10,8,a)；会怎样？,prtMatrix(10,8,a0)；？,7.6 动态存储管理,变量（简单变量/数组等）用于保存数

33、据，需安排存储（存储分配）。高级语言编程不需要考虑存储细节，有关工作由编译程序完成。编程效率高。C外部变量/局部静态变量在编译时确定存储，开始执行前分配。自动变量在执行进入定义函数时分配存储。共同性质：变量大小都是静态确定的。,例：自动数组大小需用静态表达式描述。函数中变量和参数决定了执行时所需存储空间，都可在编译时确定。静态处理存储的优点是方便/效率高，执行中工作简单/速度快。但对编程方式加了限制，有些问题不好解决。,例：要处理学生成绩，需要用数组存放。成绩项数可能不同，能否先通知数据项数，再建数据表示？,理想方式：int n;.scanf(%d,/*不行！*/./*读入数据，然后处理*/不

34、能用变量说明scores大小（必须静态确定）。,至今讨论的机制无法很好解决这类问题。,这里的问题：程序运行中需要使用存储，有时程序对存储的需求量在写程序时不能确定。,可能解决方案：1）分析问题，定义适当大小的数组。若分析正确，一般都能处理。但数据很多时程序就不能用。2）定义尽可能大的数组以满足任何需要。浪费大量存储资源。如有多个这种数组就更难办。系统可能无法容纳几个大数组，但实际上它们并不同时需要很大空间。,解决的办法是“动态存储分配”。在程序运行中做存储分配工作。,动态存储分配与释放根据运行中的需要分配存储，取得存储块使用，称为动态存储分配。在运行中根据需要动态进行。,程序里怎样使用分配的存

35、储块？程序使用变量是通过名字。动态分配的存储块没有名字，需要其他访问途径。借助于指针。用指针指向存储块，间接使用被指存储。访问动态分配存储是指针的最重要用途。,与此对应：动态释放，不用的动态存储块应交还。,动态分配/释放由动态存储管理系统完成，这是程序运行系统的子系统，管理着称作堆（英文heap）的存储区。大部分常规语言都有这种机制。,C语言的动态存储管理机制用标准库函数实现，,1）存储分配函数malloc()。原型：void*malloc(size_t ns);/*size_t是某整型*/分配一块不小于ns的存储，返回其地址。无法满足时返回空指针值。,int n;double*data;.s

36、canf(%d,if(data=NULL)./*分配未完成时的处理*/.datai.*(data+j)./*正常处理*/,malloc的返回值（void*）应通过类型强制转为特定指针类型后赋给指针变量。,分配存储块大小应该用sizeof计算。动态分配必须检查成功与否。动态分配的块大小也是确定的。越界使用（尤其是越界赋值）可能导致程序或系统垮台。,2）带计数和清0的存储分配函数calloc。原型：void*calloc(size_t n,size_t size);size是元素大小，n是个数。分配一块存储，足够存n个大小为size的元素，并把元素全部清0；无法分配时返回空指针值。,前面的存储分配

37、问题也可用下面语句实现：data=(double*)calloc(n,sizeof(double);主要差别：malloc对所分配的区域不做任何事情，calloc对整个区域自动清0。,3）动态存储释放函数free。原型：void free(void*p);free释放p指的存储块。该块必须是通过动态存储分配得到的。p值为空时什么也不做。执行free(p)后p值未变，被指块可能已变。不能间接访问已释放存储块。不要对并非指向动态分配块的指针用本操作。,为保证动态存储的有效使用，动态分配块不再用时应释放。动态存储块的释放只能通过调用free完成。,程序例子：int fun(.)int*p;.p=(i

38、nt*)malloc(.);.free(p);return.;/*退出函数前应释放函数内分配且已无用的动态存储*/fun退出时p存在期结束，若没有访问分配块的其他途径，将不可能再用到函数里分配的存储块。,动态存储的流失。如程序长期执行，存储流失就可能成为严重问题。对实际系统可能是很严重的问题。,4）分配调整函数realloc。函数原型是：void*realloc(void*p,size_t n);更改已有分配。p指原分配块，n是新大小要求。返回大小至少为n的存储块指针。新块与原块一致：新块小时保存原块n范围内数据；新块大时原数据存在，新增部分不初始化。分配成功后原块可能改变。无法满足时返回空指

39、针，原块不变。,常用写法(防止分配失败导致原存储块丢失)：q=(double*)realloc(p,m*sizeof(double);if(q=NULL)/*未成功，p仍指原块，特殊处理*/else p=q;/*令p指向新块，正常处理*/.,例1：修改筛法程序，由命令行参数得到所需范围。如无命令行参数则要求用户输入确定范围的整数值。,先考虑整体设计。为了清晰，将筛法用函数实现。命令行参数（字符串）需要转换到整数，定义函数：int s2int(const char*s);,函数实现（标准库有类似函数atoi）：int s2int(const char*s)int n;for(n=0;isdigi

40、t(*s);+s)n=10*n+(*s-0);return n;,筛法计算包装为函数：void sieve(int lim,int an)int i,j,upb=sqrt(lim+1);an0=an1=0;/建立初始向量 for(i=2;i=lim;+i)ani=1;for(i=2;i=upb;+i)if(ani=1)/i是素数 for(j=i*2;j=lim;j+=i)anj=0;/i的倍数不是素数,main的工作：1）获取范围（由命令行或用户），2）分配空间及初始化，3）执行筛法，4）打印输出。,enum LARG=65535;int main(int argc,char*argv)int

41、 i,j,n,*ns;if(argc=2)n=s2int(argv1);else getnumber(Largest:,2,LARG,5,例2，改造成绩直方图程序，使之能处理任意个数据。,如何处理事先无法确定数目的数据集合。用数组限制了能处理的项数，现在改用动态分配。让getscores根据需要申请存储块，返回动态分配的块和实际项数。double*readscores(int*np);,通过np送回项数，无法得到存储时返回NULL。若已读部分数据，扩大存储失败，给出信息并返回部分数据。int main()int n;double*scores=readscores(./*其他不必修改*/,re

42、adscores的定义：事先不知道数据项数，可以先分配一块，读入中发现不够用时扩大。开始分配多大？采用什么扩大策略？,下面采用开始分配一块，随后不够时加倍的策略。有关存储分配和扩大策略的讨论见书。,这个定义主要显示分配调整技术，没有追求完善。读入中遇到错误数据就立即结束。数据检查和处理问题前面已讨论过，修改这个函数，使之能合理处理输入数据错误，给出有用信息，或增加其他有用功能等都留作 练习。,enum INUM=40;double*readscores(int*np)unsigned size=INUM,n;double*q,x,*p;if(p=(double*)malloc(INUM*siz

43、eof(double)=NULL)printf(No memory.Stopn);*np=0;return NULL;for(n=0;scanf(%lf,函数、指针和动态分配,用函数处理一组数据，得到处理结果，最好的方式是为函数提供数组位置和元素数（或结束位置）。前面多采用这种方式。这时函数不必知道处理的是数组变量还是动态存储。,例如，完全可以用如下方式调用筛法函数：int ns1000;int main().sieve(1000,ns);.return 0;,这时存储的问题在一个函数里处理。责任清晰，易于把握，是最好的处理方案。,有时无法用上述做法，直方图程序只能由readscores根据情

44、况分配，送出存储块地址。main用指针接收。,这种做法完全正确，因为动态分配的块将一直存在到明确释放（调用free），与分配所在的函数结束无关。readscores返回存储块地址不仅传回数据，也将管理这个块的责任转交给main。可见前面的main结束前缺了free(scores)调用。应加上。,前面的readscores返回块地址，由参数传块大小（将int变量地址给int*）。另一可能是让readscores返回块大小，无法完成时返回0。考虑这种设计的问题：,调用方式：if(readscores(.)=0)/*处理错误*/,int readscores(?);/*参数类型？*/需要通过实参得到

45、动态块的地址，(double*)值。,已知，想通过函数参数取得int值，参数应为(int*)类型，实参用int变量地址。通过参数送出(double*)值，实参应传(double*)变量的地址，形参应该是指向(double*)类型的指针，即(double*)类型。,正确原型：int readscores(double*dpp);,调用：if(readscores(&scores)=0)/*错误处理*/,这里讨论了不同函数层次之间存储分配、传递和使用的几种技术。各有适用之处，可根据情况选择。,关于动态存储分配计算机系统的内存由OS（操作系统）管理。启动一个程序时，OS为它分配内存，存放它的代码和数

46、据。程序结束时OS收回该程序所占用的所有内存。,C程序启动时从OS得到的内存，其中一大块由自己的动态存储管理系统管理。程序里调用malloc将在这块里分配存储，free将内存块退回动态存储管理系统。这是C程序内部的事情。至于C动态存储管理系统如何与OS打交道的问题是看不见的（透明的）。,一个C程序结束时，OS收回原先分配给它的全部内存。这是OS的存储管理问题，与我们的程序无关。,7.7 定义类型,基本类型有类型名，可用于定义/说明变量，描述函数参数与返回值，做类型强制等。数组、指针使说明变得很复杂，使用不便。不容易保证多个类型描述的一致性。如能把复杂类型描述看作类型（用户定义类型）加以命名，可

47、带来很大方便，特别是在实现复杂程序/软件系统时。定义类型是重要语言机制，最好能像内部类型一样用。C语言类型定义机制较弱，主要作用是简化描述。,类型定义用关键字typedef，其后的描述形式与变量定义相似，使原变量位置的标识符成为新类型名。,typedef unsigned long int ULI;定义后的ULI像基本类型名一样用：ULI x,y,*p;ULI fun1(double x,ULI n);p=(ULI*)malloc(n*sizeof(ULI);这种类型定义可简化程序书写，有一定实际价值。,有时定义新类型可提高可读性和清晰性。如：typedef double LENGTH;typ

48、edef double AREA;定义不同类型名可能帮人看到不一致情况。,注：C语言认为定义的只是原类型的别名。LENGTH和AREA是double的别名。提高程序的可读性。,用预处理命令可产生类似效果。如：#define LENGTH double#define AREA double但两种写法处理过程不同，类型定义由编译程序处理。有些类型不能通过宏的方式（例如数组类型）。,定义数组类型数组类型定义形式符合前面解释。例：typedef double VECT44;此后可以写：VECT4 v1,v2;int intprod(VECT4 v,VECT4 u);,55的双精度数组类型：typede

49、f double MAT55;MAT a1,a2,a3;/*定义55数组变量*/double det(MAT m);/*说明函数参数*/MAT*p=(MAT*)malloc(sizeof(MAT);,定义指针类型例如：typedef int*IP;typedef MAT*MATP;,复杂类型描述与解读,类型描述可能变得很复杂（C语言的缺点）。尽量不写复杂描述。可以用typedef分解，易理解/少出错。定义后可多次使用/节省时间/方便维护。读程序时可能遇到复杂类型描述。应了解类型描述的一般构造及解读。描述类型时也更清楚，知道怎样写，什么地方需要加括号等。,类型描述中可出现：已定义类型名，被定义标

50、识符，构造符号（三个（组）运算符）：*()指针数组函数可加圆括号改变结合关系。又增加了理解难度。,解读方式：符号意义不变，优先级和结合关系按运算符规定。和()结合性强，*结合力弱；和()从左到右结合，*从右向左结合。首先辨认被说明（定义）的标识符，从它向外分析。这个标识符常出现在描述中间，被其他符号包围。,一些例子：1）int*f(int);被说明的是f，f是一个函数。2）int(*fp)(int);说明的是fp。fp是一个指针，指向.3）char*argv;argv是个指针，指向(char*),4）int(*dp)16;dp是指针，它指向有16个元素的整型数组。5）int*dp116;dp1