1、1,第十章 指针(Pointers),C程序设计中使用指针可以： 使程序简洁、紧凑、高效 有效地表示复杂的数据结构 动态分配内存 方便地使用字符串和数组 得到多于一个的函数返回值,2,本章内容 10.1 指针的概念 10.2 指针变量 10.3 指针与数组 10.4 指针与字符串 10.5 指针与函数 10.6 返回指针值的函数 10.7 指针数组和多级指针,3,10.1 指针的概念 变量与地址(Variable & Address),程序中: int i; float k;,内存中每个字节有一个编号地址,编译或函数调用时为其分配内存单元,变量是对程序中数据 存储空间的抽象,k,i,4,指针与
2、指针变量(Pointer Variable) 指针：一个变量的地址 指针变量：专门存放变量地址的变量,2000,指针,变量的内容,变量的地址,指针变量,5,&与*运算符 p222 含义 例： &a，*p,含义：取变量的地址 单目运算符 优先级：2 结合性：自右向左,含义：取指针所指向变量的内容 单目运算符 优先级：2 结合性：自右向左,两者关系：互为逆运算 理解,6,i_pointer：指针变量，它的内容是地址量 *i_pointer：指针的目标变量，它的内容是数据 &i_pointer：指针变量占用内存的地址,i_pointer = &i = &(*i_pointer) i = *i_poi
3、nter = *(&i),7,直接访问与间接访问 直接访问：按变量地址存取变量值 间接访问：通过存放变量地址的变量去访问变量,例 i=3; 直接访问,3,例 *i_pointer=20; 间接访问,20,8,10,例 i_pointer= /* 间接访问 */,9,10.2 指针变量(Pointer Variable) 指针变量与其所指向的变量之间的关系,指针变量的定义 一般形式：存储类型 数据类型 *指针名；,合法标识符,指针变量本身的存储类型,指针的目标变量的数据类型,表示定义指针变量， 不是*运算符,10,例 int *p1,*p2;float *q ;static char *name
4、;,注意： 1、int *p1, *p2; 与 int *p1, p2; 有何不同？ 2、指针变量名是p1,p2 ,不是*p1,*p2 3、指针变量只能指向定义时所规定类型的变量 4、指针变量定义后，变量值不确定，使用前必须先赋值,11,指针变量的初始化一般形式 存储类型 数据类型 *指针名=初始地址值；,赋给指针变量， 不是赋给目标变量,例 int i;int *p=,变量必须与已说明过的类型一致,等价于 int i;int *p; p=,使用指针时的一个原则：内容赋给内容，地址赋给地址!,12,例 void main( ) int i;static int *p= (),在TC中,不能用a
5、uto变量的地址去初始化static型指针 可改为两行: static int *p; p=,例 int i;int *p=,用以初始化指针变量作初值,指针变量的初始化一般形式： 存储类型 数据类型 *指针名=初始地址值；,13,例 void main( ) int i=10;int *p;*p=i;printf(“%d”,*p);,危险！,例 void main( ) int i=10,k;int *p;p=,指针变量必须先赋值,再使用!,14,零指针与空类型指针(补充内容) 零指针：(空指针) 定义：指针变量值为零 表示： int *p=0;,p指向地址为0的单元，系统保证该单元不做它用，
6、表示指针变量值没有意义,#define NULL 0 int *p=NULL:,p=NULL与未对p赋值不同! 用途： 避免指针变量的非法引用 在程序中常作为状态比较,例 int *p;while(p!=NULL) . ,15,void *类型指针 表示：void *p; 使用时要进行强制类型转换,例 char *p1;void *p2;p1=(char *)p2;p2=(void *)p1;,表示不指定p是指向哪一种类型数据的指针变量,16,例 指针的概念,void main() int a;int *pa= ,运行结果： a:10 *pa:10 &a:ffce(hex) pa:ffce(h
7、ex) &pa:ffd0hex),17,例 输入两个数，并使其从大到小输出.p224,void main() int *p1,*p2,*p,a,b;scanf(“%d,%d“, ,运行结果：a=5,b=9max=9,min=5,5,2006,9,2008,2006,2008,2006,18,例 输入两个数，并使其从大到小输出.p224,请注意，a和b并未交换，但p1和p2的值改变了！输出时*p1和*p2的值就变了！总结：不交换整型变量的值，而交换指针变量的值，以达到交换两数的目的。,19,swap(int x,int y) int temp;temp=x;x=y;y=temp; void ma
8、in() int a,b;scanf(“%d,%d“, ,指针变量作为函数参数地址传递.p225,例 swap函数.先看值传递的例程,5,9,5,5,9,COPY,共享内存!,20,5,9,运行结果：5,9,swap返回后,例 swap函数.先看值传递的例程,无法交换!,21,swap(int *p1, int *p2) int p;p=*p1;*p1=*p2;*p2=p; void main() int a,b;int *pointer_1,*pointer_2;scanf(“%d,%d“, ,5,9,2000,2002,5,9,5,例 swap函数.再看地址传递的例程.p225,22,sw
9、ap(int *p1, int *p2) int p;p=*p1;*p1=*p2;*p2=p; void main() int a,b;int *pointer_1,*pointer_2;scanf(“%d,%d“, ,5,9,2000,2002,5,9,例 swap函数.再看地址传递的例程.p225,运行结果：9,5,swap返回后,交换成功!,23,swap(int *p1, int *p2) int *p;*p=*p1;*p1=*p2;*p2=*p; void main() int a,b;int *pointer_1,*pointer_2;scanf(“%d,%d“, ,运行结果：9，
10、9,编译警告！ 结果不对！,int x; int *p=,5,9,2000,2002,9,9,假设2000,例 swap函数.错例1.p226,指针变量在使用前必须赋值！,24,/*ch10_5.c*/ swap(int x,int y) int t;t=x; x=y; y=t; void main() int a,b;int *pointer_1,*pointer_2;scanf(“%d,%d“, ,运行结果：5，9,值传递,5,9,2000,2002,5,5,9,例 swap函数.错例2,25,swap(int *p1, int *p2) int *p;p=p1;p1=p2;p2=p; v
11、oid main() int a,b;int *pointer_1,*pointer_2;scanf(“%d,%d“, ,5,9,2000,2002,2000,2000,2002,例 swap函数.正确否?,仍然不能实现交换!,运行结果：5,9,26,总结：p227 若想通过函数调用得到要改变的值，可以： 在主调函数中设n个变量，用n个指针变量指向它们； 然后将指针变量作实参，将这n个变量的地址传给所调用的函数的形参； 通过形参指针变量，改变该n个变量的值； 主调函数中就可以使用这些改变了的值的变量。,27,10.3 指针与数组 p230 指向数组元素的指针变量,例 int array10;i
12、nt *p;p=,数组名是表示数组首地址的地址常量,28,指针的运算指针变量的赋值运算 p= (指针变量p2值p1) 不能把一个整数p，也不能把p的值整型变量,如 int i, *p;p=1000; ()i=p; (),指针变量与其指向的变量具有相同数据类型,29,指针的算术运算： pi p的值 id (i为整型数，d为p指向的变量所占字节数) p+, p-, p+i, p-i, p+=i, p-=i等 若p1与p2指向同一数组，p1-p2=两指针间元素个数(p1-p2)的值/d p1+p2 无意义,例 p指向float型的数则 p+1 p+14,例 p指向int型数组，且p=则p+1 指向a
13、1,30,例 int a10;int *p=,例 int a10;int *p1=,1,31,指针变量的关系运算 (补充内容) 若p1和p2指向同一数组，则 p1p2 表示p1指的元素在后 p1=p2 表示p1与p2指向同一元素 若p1与p2不指向同一数组，比较无意义 p=NULL或p!=NULL,32,总结：数组元素表示方法, 变址运算符 p231 ai *(a+i),33,例 数组元素的引用方法,void main() /* ch10_7.c */ int a5,*pa,i;for(i=0;i5;i+)ai=i+1;pa=a;for(i=0;i5;i+)printf(“*(pa+%d):%
14、dn“,i,*(pa+i);for(i=0;i5;i+)printf(“*(a+%d):%dn“,i,*(a+i);for(i=0;i5;i+)printf(“pa%d:%dn“,i,pai);for(i=0;i5;i+)printf(“a%d:%dn“,i,ai); ,指针法,下标法,34,上述四种表示方法在执行效率上有什么不同? p232 用数组名或数组形式表示：ai和*(a+i)，pi，执行效率一样，C编译系统先将ai转化为*(a+i)，将pi转化为p+i处理，即先计算元素的地址。比较费时。 用指针表示：*p，每次计算地址变为p+，而这种自增操作是很快的，所以执行效率较高。,35,例 i
15、nt a=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,*p=a, i;数组元素地址的正确表示： A. &(a+1) B. a+ C. &p D. &pi,数组名是地址常量 p+,p- () a+,a- () a+1, *(a+2) (),变量p的地址,36,例 ch10_8.c void main() int a =5,8,7,6,2,7,3;int y,*p= ,输出：5 6,例 注意指针变量的运算 (难点 p234),6,第5行等价于： p=p-1; y=*p; *p+;,37,例 Ch10_9.c void main() int i,*p,a7;p=a;for(i=0;i7;i+)scan
16、f(“%d“,p+);printf(“n“);for(i=0;i7;i+,p+)printf(“%d “,*p); ,例 注意指针的当前值,p=a;,指针变量可以指到数组后的内存单元！,38,数组名作函数参数 p235. 数组名作函数参数，是地址传递 数组名作函数参数，实参与形参的对应关系存在四种形式 p238,39,int f(int arr); int f(int *arr);上述两种写法是等价的，因为编译系统正是将形参数组名作为指针变量来处理的！所以，形参数组名不是地址常量而是地址变量！在函数执行期间可以赋值。,40,例1 将数组a中的n个整数按相反顺序存放 p237,void inv(
17、int x, int n) int t,i;for(i=0;i=(n-1)/2;i+) t=xi; xi=xn-1-i; xn-1-i=t; void main() int i,a10=3,7,9,11,0,6,7,5,4,2;inv(a,10);printf(“The inverted array:n“);for(i=0;i10;i+)printf(“%3d“,ai);printf(“n“); ,实参与形参均用数组名,41,例2 将数组a中的n个整数按相反顺序存放,void inv(int *x, int n) int *i,*j,t;for(i=x,j=x+n-1;i=x+(n-1)/2;
18、 i+,j-) t=*i; *i=*j;*j=t; void main() int i,a10=3,7,9,11,0,6,7,5,4,2;inv(a,10);printf(“The inverted array:n“);for(i=0;i10;i+)printf(“%3d“,ai); ,实参用数组名, 形参用指针变量,42,例3 将数组a中的n个整数按相反顺序存放,void inv(int *x, int n) int t,*i,*j;for(i=x,j=x+n-1;i=x+(n-1)/2;i+,j-) t=*i;*i=*j; *j=t; void main() int i,a10,*p=a;
19、for(i=0;i10;i+,p+)scanf(“%d“, p);p=a; inv(p,10);printf(“The inverted array:n“);for(p=a;pa+10;p+)printf(“%3d“,*p); ,实参与形参 均用指针变量,43,例4 将数组a中的n个整数按相反顺序存放,void inv(int x, int n) int t,i,j,m=(n-1)/2;for(i=0;i=m;i+) j=n-1-i;t=xi; xi=xj; xj=t; void main() int i,a10,*p=a;for(i=0;i10;i+,p+)scanf(“%d“, p);p=
20、a; inv(p,10);printf(“The inverted array:n“);for(p=arr;parr+10;p+)printf(“%d “,*p); ,实参用指针变量, 形参用数组名,44,总结：一级指针变量与一维数组的关系 int *p 与 int q10 数组名是指针（地址）常量 p=q; p+i 是qi的地址 数组元素的表示方法：下标法和指针法，即若p=q, 则 pi qi *(p+i) *(q+i) 用数组名作形参实质用的是指针变量，即int q int *q 在定义指针变量（不是形参）时，不能把int *p 写成 int p10; 系统只给p分配能保存一个指针值的内存
21、区(在VC中给p分配4字节，给q分配4*10字节的内存区),45,指针与二维数组二维数组的地址,对于一维数组： 数组名array表示数组的首地址，即array0的地址； 数组名array是地址常量 array+i是元素arrayi的地址 arrayi *(array+i),46,int a34;,行指针与列指针,对于二维数组 1. a是数组名， 包含三个元素a0,a1, a2 2. 每个元素ai 又是一个一维数组，包含4个元素,47,48,对二维数组 int a34，有 a：二维数组的首地址，即第0行的首地址 a+i：第i行的首地址 ai *(a+i)：第i行第0列的元素地址 ai+j *(a
22、+i)+j：第i行第j列的元素地址 *(ai+j) *(*(a+i)+j) aij,49,a+i=&ai ai=*(a+i) =&ai0, 值相等，含义不同 a+i &ai,表示第i行首地址，指向行 ai *(a+i) &ai0，表示第i行第0列元素地址，指向列,50,地址表示： (1) a+1 (2) &a10 (3) a1 (4) *(a+1) (5) (int *) (a+1),51,二维数组元素表示形式： a12 *(a1+2) *(*(a+1)+2) *(&a00+1*4+2),地址表示：&a12a1+2*(a+1)+2&a00+1*4+2,52,int a34; /* p243 *
23、/,53,二维数组的指针变量 指向二维数组元素的指针变量,例 ch10_14.c p246 void 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); ,p=*a; p=,Warning!,54,指针变量作函数参数的总结：,不可能通过调用函数来改变实参指针变量的值，但可以改变实参指针变量所指变量的值（单向传递）； 用指针变量作参数，可得到多个变化了的值。 数组名作函数形参时，接收实参数组的起始地址；作实参时，
24、将数组的起始地址赋给形参数组。（单向传递）； 形参中的数组名，实质上是一个指针变量,55,该部分内容为选讲内容，请同学们自学。,指向一维数组的指针变量定义形式（P248）： 数据类型 (*指针名)一维数组维数;例 int (*p)4;,56,10.4 字符串与指针(String & Pointer) 字符串的表示1用字符数组实现,例 void main( ) /* p251 */ char string=“I love China!”;printf(“%sn”,string);printf(“%sn”, string+7);,I love China! China!,57,字符串的表示2用字符
25、指针实现,#include “stdio.h” void main( ) char *string=“I love China!”;printf(“%sn”,string);string+=7;while(*string) putchar(string0);string+; ,字符指针初始化：把字符串首地址赋给string char *string;string=“I love China!”;,*string!=0,I love China! China!,58,两种字符串表示方法的比较： char str1=“I love China!”; char *str2=“I love China
26、!”;,区别： str1是地址常量；str2是指针变量 str1+3; str2+3; str2+;,printf(“%s,%s”,str1,str2); printf(“%c,%c”,str12,*(str2+2);,59,字符串指针作函数参数,例 用函数调用实现字符串复制,void copy_string(char from,char to) int i=0;while(fromi!=0) toi=fromi;i+;toi=0; void main() char a=“I am a teacher.“;char b=“You are a student.“;printf(“string_a
27、=%snstring_b=%sn“,a,b);copy_string(a,b);printf(“nstring_a=%snstring_b=%sn“,a,b); ,（1）用字符数组作参数 p254,60,61,（2）用字符指针变量作参数 p255,void copy_string(char *from,char *to) for(;*from!=0;from+,to+)*to=*from;*to=0; void main() char *a=“I am a teacher.“;char *b=“You are a student.“;printf(“string_a=%snstring_b=%
28、sn“,a,b);copy_string(a,b);printf(“nstring_a=%snstring_b=%sn“,a,b); ,62,字符指针变量与字符数组讨论 p257 char *cp; 与 char str20; str由若干元素组成，每个元素放一个字符；而cp中存放字符串首地址 char str20; str=“I love China!”; () char *cp; cp=“I love China!”; () str是地址常量；cp是地址变量 cp接受键入字符串时，必须先开辟存储空间,63,例 char str10;scanf(“%s”,str); () 而 char *c
29、p;scanf(“%s”, cp); (),改为: char *cp,str10;cp=str;scanf(“%s”,cp); (),warning C4700: local variable cp used without having been initialized,64,字符串与数组关系 字符串用一维字符数组存放 字符数组具有一维数组的所有特点 数组名是地址常量，即数组首地址 数组元素的引用方法可用指针法和下标法 数组名作函数参数是地址传递 输入输出时的区别 存储格式：字符串结束标志 赋值方式与初始化 输入输出方式：%s %c,65,char str=“Hello!”; char st
30、r=“Hello!”; char str=H,e,l,l,o,!; char *cp=“Hello”; int a=1,2,3,4,5; int *p=1,2,3,4,5;,char str10,*cp; int a10,*p; str=“Hello”; cp=“Hello!”; a=1,2,3,4,5; p=1,2,3,4,5;,对指针变量： scanf(“%s”,str); printf(“%s”,str); gets(str); puts(str);,课堂练习：判断以下语句是否合法？,() () () () () (),() () () (),66,10.5 指针与函数(Pointer
31、& Function) 函数名：函数在编译时被分配的入口地址，即函数指针,函数返回值的数据类型,专门存放函数入口地址，可指向返回值类型相同的不同函数,指向函数的指针变量定义形式：数据类型 (*指针变量名)(); 如 int (*p)();,()不能省 int (*p)() 与 int *p()不同,67,函数指针变量赋值，如p=max;,函数调用形式： c=max(a,b); c=(*p)(a,b); c=p (a,b); 对函数指针变量pn, p+, p-无意义,函数指针变量指向的函数必须有函数说明,68,例 用函数指针变量调用函数，比较两个数大小 p260. 先看用一般方法编写的程序：,v
32、oid main() int max(int ,int);int a,b,c;scanf(“%d,%d“, ,69,void main() int max(int,int), (*p)(int,int);int a,b,c;p=max;scanf(“%d,%d“, ,例 用函数指针变量调用函数，比较两个数大小 p261.用指向函数的指针改写main函数：,70,用函数指针变量作函数参数,例 用函数指针变量作参数，求最大值、最小值和两数之和 p263,71,用函数指针变量作函数参数,void sub( int (*x1)(int), int (*x2)(int,int) ) int a,b,i,
33、j;a=(*x1)(i); /* 调用f1函数 */b=(*x2)(i,j); /* 调用f2函数 */ ,void main() sub(f1,f2); ,原理简述如下：p262,这样做有何好处？ 如果多次调用sub函数，每次都不一样，如sub(f1,f2), sub(f3,f4), 有了指向函数的指针就非常方便了！,72,10.6 返回指针值的函数函数定义形式：类型标识符 *函数名(参数表); 例 int *f(int x, int y),例 指针函数实现：有若干学生成绩，要求输入学生序号后，能输出其全部成绩 p265,73,void main() float score4=60,70,8
34、0,90,56,89,67,88,34,78,90,66;float *search(float (*pointer)4,int n), *p;int i,m;printf(“Enter the number of student:“);scanf(“%d“, ,74,2,3,2002,2000,*,例 写一个函数，比较两个int型变量地址的大小，返回地址较大的变量的值,例 1,75,2002,例 写一个函数，比较两个int型变量地址的大小，返回地址较大的变量的值,例 1,76,2,3,3,2,*,例 写一个函数，比较两个int型变量地址的大小，返回地址较大的变量的值,例 2,77,200A,
35、例 写一个函数，比较两个int型变量地址的大小，返回地址较大的变量的值,例 2,不能把形参或局部变量的地址作函数返回值！此方法错误！,Warning!,？随时可 能会被修改！,78,10.7 指针数组和多级指针 用于处理二维数组或多个字符串 指针数组 定义：数组中的元素为指针变量 定义形式：存储类型 数据类型 *数组名数组长度说明；,指针所指向变量的数据类型,指针本身的存储类型,区分int *p4与int (*p)4,例 int *p4;,79,指针数组赋值与初始化,80,指针数组赋值与初始化,81,指针数组赋值与初始化,82,char name59=“gain”,“much”,“strong
36、er”, “point”,“bye”;,char *name5=“gain”,“much”,“stronger”, “point”,“bye”;,二维数组与指针数组区别：,二维数组：存储空间固定 字符指针数组：相当于可变列长的二维数组，分配内存单元=数组维数*2+各字符串长度,指针数组元素的作用相当于二维数组的行名 但指针数组中元素是指针变量 二维数组的行名是地址常量,83,多级指针 定义: 指向指针的指针 一级指针:指针变量中存放目标变量的地址,例 int *p; int i=3;p=,一级指针,单级间接寻址,84,例 int *p1; int *p2;int i=3;p2=,二级指针：指针
37、变量中存放一级指针变量的地址,二级指针,一级指针,目标变量,二级间接寻址,85,如 char *p; 定义形式：存储类型 数据类型 *指针名；,指针本身的存储类型,最终目标变量的数据类型,*p是p间接指向对象的地址 *p是p间接指向对象的值,86,例 int i, *p;p= ()/p是二级指针，不能用变量地址为其赋值,例 int i=3; int *p1;int *p2; p1=,87,二级指针与指针数组的关系int *p 与 int *q10 指针数组名是二级指针常量 p=q; p+i 是qi的地址 指针数组作形参，int *q 与int *q完全等价；但作为变量定义两者不同 系统只给p分
38、配能保存一个指针值的内存区；而给q分配10块内存区，每块可保存一个指针值,88,命令行参数 命令行：在操作系统状态下，为执行某个程序而键入的一行字符 命令行一般形式： 命令名 参数1 参数2参数n,带参数的main函数形式：,C:TC copy.exe source.c temp.c,有3个字符串参数的命令行,89,命令行参数传递,第一个参数：main所在的可执行文件名,void main(int argc, char *argv) ,命令行中参数个数,元素指向命令行参数 中各字符串首地址,形参名任意,90,例 输出命令行参数,/*test.c*/ void main(int argc, ch
39、ar *argv) while(argc1) +argv;printf(“%sn“,*argv);-argc; ,1. 编译、链接test.c，生成可执行文件test.exe 2. 在DOS状态下运行(test.exe所在路径下）,例如： C:TC test.exe hello world!,运行结果：helloworld!,91,void main(int argc, char *argv) while(argc0)printf(“%sn“,*argv+); ,运行结果：testhelloworld!,92,93,总结： 指针的概念（变量，地址） 指针的定义，初始化，引用 指针与数组结合（难点，重点是一维数组） 指针与函数,94,指针可以指向： 各种基本数据类型的变量（int, char, ） 数组的行，数组的列 字符串 函数 另一个指针变量,
