谭浩强版C程序设计第6章指针.ppt

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1、第6章 指针,本章要点 指针的概念 数组与指针 字符串与指针 函数与指针 指针数组和指向指针的指针 引用,6.1 指针的概念,1.内存地址 计算机的内存储器被划分成一个个的存储单元，这些存储单元按一定的规则编号，这个编号就是存储单元的地址。每个存储单元的大小为一个字节，每个单元有一个唯一的地址。,2000,0000,2.变量的地址 在程序中定义的所有变量，都要分配相应的存储单元，不同类型的数据所需要的存储空间的大小不同。系统分配给变量的内存空间的起始单元地址称为该变量的地址。如:int I,K;I=3;K=5;,0000,2000,2004,I,K,3,5,3.内存单元的访问方式,在程序中一般

2、通过变量名访问(存取)内存单元.这种按变量地址存取变量值的方式称为直接存取方式,或直接访问方式.间接存取(间接访问)方式是指将变量I的地址存放在另一个变量J中,通过变量J访问变量I的值.,2000,4.指针与指针变量,指针：一个变量的地址也称为该变量的指针。指针变量：用于存储其它变量的指针(即地址)的变量。指针变量的定义：数据类型*指针变量名；如：int*p1；float*p2;char*p3;,6.2.指针变量的使用,1.指针变量的赋值通常把被指向的变量的地址赋给指针变量 如：int*p1,a=3；p1=&:取地址运算符 注意：不能用一个整数给一个指针变量赋值.一个指针变量只能指向同一个类型

3、的变量.,2000,3,p1,a,2000,6.2.指针变量的使用,2.指针变量的引用 间接访问指针变量所指向的存储单元.指针运算符(*)如：int*p1,a=3；p1=,例 通过指针变量存取变量的值,#include void main()int a,*p1;double b,*p2;char c,*p3;p1=,程序运行结果为：1011.2A,例6.2 输入a和b两个数，按从小到大的顺序输出,#include void main()int a,b;int*p1,*p2,*p;cout a b;p1=,程序运行结果为：请输入两个整数：30 10min=10 max=30,3.指针作为函数的参

4、数,指针作为函数的参数，传递的是变量的地址，可以实现地址传递。例6.3 指针作为函数参数，被调函数中交换参数值,#include void swap(int*x,int*y);void main()int a,b;a=10;b=20;swap(,void swap(int*x,int*y)int temp;temp=*x;*x=*y;*y=temp;,程序运行过程中变量值的变化分析,(a),(b),(c),(d),程序运行结果为：20，10,比较数值型参数,#include void swap(int x,int y);void main()int a,b;a=10;b=20;swap(a,b

5、);cout a,b endl;,10,20,x,y,10,temp,20,20,x,y,10,temp,20,10,x,y,10,temp,void swap(int x,int y)int temp;temp=x;x=y;y=temp;,注意：值传递时，函数的实参与形参在内存中占用不同的存储空间，值只能由实参传递给形参，而形参的变化并不会影响实参。,比较以下函数,#include void swap(int*x,int*y);void main()int a,b;a=10;b=20;swap(,void swap(int*x,int*y)int*temp;temp=x;x=y;y=temp

6、;,void swap(int*x,int*y)int*temp;*temp=*x;*x=*y;*y=*temp;,#,1.指针运算指针运算包括算术运算、关系运算与赋值运算。指针可以与整数进行加减运算，结果与指针所指向的数据类型有关。p+n表示指针p当前所指向位置后面第n个同类型数据的地址，p-n表示指针p当前所指向位置前面第n个同类型数据的地址。,6.3 指针与数组,例 指针与整数的加减运算,#include void main()int a,*p1,*p2;double b,*p3,*p4;p1=,程序运行结果为：0 x0012FF7C 0 x0012FF6C0 x0012FF80 0 x

7、0012FF740 x0012FF78 0 x0012FF640 x0012FF90 0 x0012FF94,指向同一种数据类型的指针可以进行关系运算。两个相同类型的指针相等，表示这两个指针指向同一个地址。指针也可以与0进行比较运算，如果p=0成立，我们称p是一个空指针，即指针p还没有具体指向。为了避免使用没有指向的指针，在定义指针变量时，可以将其初始化为0（也可以写成NULL）。,指针的关系运算,例:使用空指针,#include void main()int a,*p=NULL;cout p endl;if(p!=NULL)*p=10;cout 将10赋值给p所指向的地址 endl;else

8、cout p是空指针，不能使用！endl;p=,程序运行结果为：0 x00000000p是空指针，不能使用！0 x0012FF7C将10赋值给p所指向的地址,数组在内存中是连续存放的，每个数组元素都占用存储单元,有相应地址,所以指针可以指向数组元素.如:int a10,*p;p=*p,a5 含义相同,2.指向数组元素的指针,数组名就是数组的首地址（第一个元素的地址），指针可以与整数进行加减运算，利用这一性质可以方便地通过指针引用数组元素。如:int a10,*p;则:p=a;p=含义相同 p+i a+i 含义相同*(p+i)*(a+i)ai 含义相同注:又称变址运算符.ai 的地址为:a+i*

9、d 指向数组元素的指针变量也可带下标,如pi.,2.指向数组元素的指针,例 使用指针输出数组中的所有元素,#include void main()int a6=1,2,3,4,5,6;int*p;p=a;for(int i=0;i6;i+)cout*p;p+;cout endl;,程序运行结果为：1 2 3 4 5 6,例6.5 输出数组中的全部元素。,下标法#include using namespace std;int main()int a10;int i;for(i=0;iai;coutendl;for(i=0;i10;i+)coutai;coutendl;return 0;,用指针变

10、量指向数组元素#include using namespace std;int main()int a10;int i,*p=a;for(i=0;i*(p+i);/输入a0a9coutendl;for(p=a;p(a+10);p+)cout*p;coutendl;return 0;,比较,下标法每次通过变址运算符计算数组元素的地址,指针变量直接指向元素,不必每次都重新计算地址,故效率高.但是,用下标法比较直观,能直接知道第几个元素.,注意,指针变量可能指向数组以后的内存单元,在使用指针变量指向数组元素时,应切实保证指向数组中有效的元素.注意指针变量自加自减运算及其所指向的元素.p+使p指向下一

11、个元素*p+先得到p所指变量值,再使p加1.等同于*(p+).*(+p)先使p加1,再得到p所指变量值.(*p)+表示p所指向的元素值加1.,例:指向同一个数组的两个指针的减法运算,#include void main()int a10=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;int*p1,*p2;p1=a;p2=,程序运行结果为：3 5,3.指针作为函数的参数接收数组地址,数组名作为函数的参数实际上传递的是数组的首地址，进行的是地址传递,用指针变量作函数参数,同样可以接收实参传来的数组首元素的地址。例6.6 用选择法将10个整数按由小到大的顺序排列。要求:将形参改为指针变量。,函数,voi

12、d select_sort(int*p,int n)/用指针变量作形参 int i,j,k,t;for(i=0;in-1;i+)k=i;for(j=i+1;jn;j+)if(*(p+j)*(p+k)k=j;/用指针法访问数组 t=*(p+k);*(p+k)=*(p+i);*(p+i)=t;,#include using namespace std;void select_sort(int*p,int n);int main()int a10,i;coutai;coutendl;select_sort(a,10);coutthe sorted array:endl;for(i=0;i10;i+)

13、coutai;coutendl;return 0;,主程序,说明,用指针变量作形参,接收实参数组名,和数组名作形参,本质上是一样的.C+编译系统将形参数组名一律作为指针变量处理.如:void select_sort(int array,int n)处理为:void select_sort(int*array,int n)在函数调用时不存在占有内存空间的形参数组,只为指针变量分配空间,形参数组和实参数组共占同一段内存单元.,实参和形参的结合有4种形式,注:实参数组名是常量,形参数组名是变量,例:编写一个函数，将数组中的元素按照相反的顺序存放,分析：将数组名和元素个数作为函数的参数，可以通过地址访

14、问数组中的所有元素。在函数中将数组的第一个元素与最后一个元素交换，第二个元素与倒数第二个元素交换，一直进行到中间，即完成反序存放。,源程序,#include void inv(int x,int n);void main()int i,a10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;cout 原数组：endl;for(i=0;i10;i+)cout ai;cout endl;inv(a,10);cout 交换后的数组：endl;for(i=0;i10;i+)cout ai;cout endl;,程序运行结果为：原数组：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9交换后的数组：9 8 7 6 5 4

15、3 2 1 0,void inv(int x,int n)int temp,i,j,m;m=(n-1)/2;for(i=0;i=m;i+)j=n-1-i;temp=xi;xi=xj;xj=temp;,注意：由于传递的是数组地址，因此形参x和实参a指向相同的内存地址，因此在函数体中对x的操作实际上就是对a的操作,注意：数组名作为函数参数传递的是数组首地址，因此也可以直接将形参改为指针，当数组名作为实参时，同样能够传递数组首地址。将函数inv()做以下修改：,void inv(int*x,int n)int*i,*j,temp,m;m=(n-1)/2;for(i=x,j=x+n-1;ij;i+,j

16、-)temp=*i;*i=*j;*j=temp;,4.多维数组与指针,(1)多维数组元素的地址(二维)一个二维数组可以看成元素是一维数组的一维数组.如:int a34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23 可以看成a是3个元素的一维数组,每个元素又是4个元素的一维数组.,由此可见,a指向a0(即a=&a0).(a指向的是一维数组,不是二维数组的元素)a+i 指向ai(即ai可表示为*(a+i).a0是首行一维数组名,它指向a00(即a0=&a00)(a0指向的是二维数组元素).ai+j 指向ai中的第j 个元素aij(即aij可表示为*(ai+j)或*(*(a+i)+j

17、),a2,a1,a0,23,21,19,17,15,13,11,9,7,5,3,1,a,a+1,a+2,(2)指向多维数组元素的指针变量,指向数组元素的指针变量定义指针变量的基类型为数组元素的类型例6.7 输出二维数组各元素的值。#include using namespace std;int main()int a34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23;int*p;/p是基类型为整型的指针变量for(p=a0;pa0+12;p+)cout*p;coutendl;return 0;,指向一维数组的指针变量,一般格式:基类型名(*指针变量名)常量表达式例6.8 输出二

18、维数组任一行任一列元素的值。#include using namespace std;int main()int a34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23;int(*p)4,i,j;cinij;p=a;cout*(*(p+i)+j)endl;return 0;,(3)指向数组元素的指针作函数参数,指向一维数组元素的指针作函数参数,可以接收二维数组名作实参.例6.9 输出二维数组各元素的值。,#include using namespace std;int main()void output(int(*p)4);int a34=1,3,5,7,9,11,13,15,1

19、7,19,21,23;output(a);return 0;,void output(int(*p)4)int i,j;for(i=0;i3;i+)for(j=0;j4;j+)cout*(*(p+i)+j);coutendl;,6.4 字符串与指针,字符串的访问方法有3种:用字符数组用字符串变量用字符指针,例6.13 将字符串str1复制为字符串tr2。#include using namespace std;int main()char str1=I love CHINA!;char str220,*p1,*p2;p1=str1;p2=str2;for(;*p1!=0;p1+,p2+)*p2

20、=*p1;*p2=0;p1=str1;p2=str2;coutstr1 is:p1endl;coutstr2 is:p2endl;return 0;,6.5 函数与指针,1.用函数指针变量调用函数一个函数在编译时被分配一个入口地址,函数名代表函数入口地址,函数入口地址称为函数的指针.可以用一个指针变量指向函数.指向函数的指针变量的一般定义形式:函数类型(*指针变量名)(函数形参表)例如：int(*p)(int,int);就定义了一个函数指针p，它指向一个返回整型值，有两个整型参数的函数。,函数指针变量的赋值,在定义了指向函数的指针变量后，在使用此函数指针之前，必须先给它赋值，使它指向一个函数的

21、入口地址。由于函数名是函数在内存中的首地址，因此可以赋给函数指针变量。赋值的一般语法格式为：函数指针名=函数名；例如，对上面刚定义的函数指针p，可以给它赋值如下：p=func1;其中，函数名所代表的函数必须是一个已经定义过的，和函数指针具有相同返回类型的函数。并且等号后面只需写函数名而不要写参数，例如不要写成下列形式：p=func1(a,b);,函数指针变量的使用,当函数指针指向某函数以后，可以用下列形式调用函数：（*指针变量）（实参表列）例如：（*p）（a，b），它相当于funl（a，b）。必须指出的是：指针的运算在这里是无意义的。因为指针指向函数的首地址。当用指针调用函数时，程序是从指针所

22、指向的位置开始按程序执行，若进行指针运算，程序的执行就不是从函数的开始位置执行，这就会造成错误。,例6.14 求和中的大者。,#include using namespace std;int main()int max(int x,int y);/函数声明 int(*p)(int,int);/定义指向函数的指针变量p int a,b,m;p=max;/使p指向函数max cinab;m=p(a,b);coutmax=mendl;return 0;,6.6 返回指针值的函数,当一个函数的返回值是指针类型时，这个函数就是指针型函数。通常非指针型函数调用结束后，可以返回一个变量，但是这样每次调用只能

23、返回一个数据。有时需要从被调函数返回一批数据到主调函数中，这时可以通过指针型函数来解决。指针型函数在调用后返回一个指针，通过指针中存储的地址值，主调函数就能访问该地址中存放的数据，并通过指针算术运算访问这个地址的前、后内存中的值。因此，通过对空间的有效组织（如数组、字符串等能前后顺序存放多个变量的数据类型），就可以返回大量的数据。,定义指针型函数的一般格式,数据类型*函数名（参数表）其中，数据类型是函数返回的指针所指向数据的类型；*函数名声明了一个指针型的函数；参数表是函数的形参列表。例如：int*fun(a,b)它表示函数fun返回一个指针值，这个指针指向一个整型数据，a、b是形参。,6.7

24、指针数组和指向指针的指针,1.指针数组的概念 数组元素是指针的数组，称为指针数组。定义格式：类型名*数组名常量表达式;如 int*p110;double*p210;用指针数组可以方便处理多个字符串或二维数组.,例6.15 若干字符串按字母顺序（由小到大）输出。,#include using namespace std;void sort(char*name,int n);/声明函数void print(char*name,int n);int main()char*name=BASIC,FORTRAN,C+,Pascal,COBOL;/定义指针数组int n=5;sort(name,n);pr

25、int(name,n);return 0;,函数,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;for(i=0;in;i+)coutnameiendl;,例:用指针数组处理二维数组的元素,#include void main()int line33=1,0,0,0,1,0,0,0,1;int*p_line3;/声明整型指针数组p_line0=line0;/初始化指针数组

26、元素p_line1=line1;p_line2=line2;coutMatrix test:endl;/输出单位矩阵for(int i=0;i3;i+)/对指针数组元素循环for(int j=0;j3;j+)/对矩阵每一行循环coutp_lineij;coutendl;,程序运行结果为：1 0 00 1 0 0 0 1,2.指向指针的指针,如果一个指针变量保存的是另一个指针变量的地址，我们称之为指向指针的指针，或多级指针。定义格式：类型名*指针变量名;如：int*p1;double*p2;,例:二级指针的应用,#include void main()int a,*p1,*p2;double b

27、,*p3,*p4;a=10;b=22.3;p1=,程序运行结果为：10 10 1022.3 22.3 22.320 20 2045.8 45.8 45.8,例6.16 用二级指针指向指针数组,#include void main()char*name=Basic,Fortran,C+,Pascal;char*p;int i;for(i=0;i4;i+)p=name+i;cout*p endl;,程序运行结果为：BasicFortranC+Pascal,#include#include void stringcat(char*s1,char*s2);void main()char a20=abc

28、de;char b=fgh123;cout a endl;cout b endl;stringcat(a,b);cout a endl;cout b endl;,例:编写一个函数，将两个字符串连接起来,void stringcat(char*s1,char*s2)int i,len;len=strlen(s1);for(i=0;s2i!=0;i+)s1len+i=s2i;s1len+i=0;,虽然用指针作函数的参数可以使得形参的改变对相应的实参有效。但是，如果在函数中反复使用指针进行间接访问，会影响程序的可读性且容易产生错误，因此在C+语言中扩充了引用的概念，这样既可以实现指针所带来的功能，又

29、使程序清晰易读。,6.9 引用,1.引用的概念,引用是一种特殊的变量，可以认为是一个变量的别名。定义引用的一般格式：类型说明符 首先定义变量a，并初始化为1，然后定义引用b，并初始化为a，即b是a的别名，因此a和b是同一个单元。注意：定义引用时一定要初始化，指明该引用变量是谁的别名。&为引用声明符,不代表地址.,2.引用的简单使用,#include void main()int a=1;int c=10;int,程序运行结果：1，1，1010，10，1020，20，10,定义引用b，并将其作为a的别名,将c的值赋给b，不是将b作为c的别名,3.引用作为函数的参数,例6.20 写一个函数，用引用

30、作为参数，交换函数中两个变量的值。,#include void swap(int,void swap(int,程序运行结果为：20，10,例6.20程序运行过程中参数值的变化图示,注意：引用作参数时，函数的实参与形参在内存中共用存储单元，因此形参的变化会使实参同时变化。,6.10 动态内存分配,1.动态分配一个数据的存储空间 通过new运算符实现动态分配内存，格式如下：new 类型名（初值）如：int*p1,*p2;p1=new int(10);p2=new int;运算符delete用来删除由运算符new动态分配的存储空间。使用格式如下：delete 指针名;如：delete p1;,2.动

31、态分配多个连续的数据存储空间,通过new运算符动态分配数组，格式如下：new 类型名整型表达式 如：int*p1;p1=new int10;用delete删除动态数组时，要在指针前加“”。格式如下：delete 指针名;如：delete p1;,例:动态内存分配的使用,#include void main()int*p1,*p2;p1=new int(10);p2=new int10;int i;for(i=0;i10;i+)*(p2+i)=i;cout*p1 endl;for(i=0;i10;i+)cout*(p2+i);cout endl;for(i=0;i10;i+)cout p2i“”;/p2i 与*(p2+i)所访问的数据相同cout endl;delete p1;delete p2;,程序运行结果为：100 1 2 3 4 5 6 7 8 90 1 2 3 4 5 6 7 8 9,