C高级语言程序设计第6章.ppt

*1 C+高级语言程序设计 第6章 指针和引用 北京邮电大学 信息与通信工程学院 北京邮电大学信息与通信工程学院 指针（Pointer）是C+和C的一 种数据类型。很多其他高级语言 也有类似的数据类型。引用（ Reference）则是C+所特有的一 种数据类型。指针和引用在概念 上和使用上都有相似之处，但是 也有重要的差别。 * -2-北京邮电大学信息与通信工程学院 第六章 指针和引用 6.1 指针的概念 6.2 指针的运算 6.3 指针访问动态内存 6.4 指向结构体的指针 6.5 引用概念 6.6 指针和引用作为函数的参数 6.7 指针和引用作为函数的返回值 6.8 指针和字符串 6.9 通过指针访问数组 * -3-北京邮电大学信息与通信工程学院 6.1 指针的概念 *4北京邮电大学信息与通信工程学院 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-5- 6.1.1 指针和指针变量 指针是变量的地址。或者说是在内存中，存放 某种类型变量的地址。 例如，定义了整型变量a，a的地址就是一个指 针。 也可以不定义任何变量，只是指定内存某个地 址开始（如0x00430100）的4个字节存放整型 变量，这样的地址也是指针。 存放指针的变量就是指针变量。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-6- 6.1.1 指针和指针变量 当声明了一个指针变量后，确定了三件事： n变量本身在内存中所分配的地址和字节数，指针变 量总是占有4个字节； n系统允许的地址范围，以及地址单元内可以存放的 内容； n指针变量可以进行的运算。 访问指针变量时，只能看到地址。只有通过这 个地址，才能访问地址单元中的内容。这样的 访问称为对于内存单元的间接访问。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-7- 6.1.2 指针变量的声明和初始化 指针变量声明的格式是： *变量名1, *变量名2; 例如： int *va1, *va2; char *ch1, *ch2; 指针变量在声明后，变量的值（地址）是随机 的。这样的指针变量是不能安全的使用的。因 为其中的随机地址完全可能不是有效的数据地 址。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-8- 6.1.2 指针变量的声明和初始化 在声明指针变量时的“*”，有两个含义： n声明变量va1、va2、ch1、ch2都是指针变量； n说明变量va1和va2的类型是（int *）型，即指向 整型变量的指针。va1和va2所指定的地址单元中， 只能存放整型数据。类似地，ch1和ch2的类型是（ char *）型，它们所指定的地址单元中，只能存放 字符。 指针变量都是有类型的.指针变量的类型就是 它所指定的地址单元中存放的数据的类型。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-9- 6.1.2 指针变量的声明和初始化 指针变量的初始化有两种方法：在声明时的初 始化和声明后的初始化。 声明指针变量时就进行初始化的格式是： *指针变量名= n其中的变量名应该是已经声明或定义的同类型变量 名。例如： nchar ch1=Y, ch2=A; nchar *pch1= * 北京邮电大学信息与通信工程学院-10- 6.1.2 指针变量的声明和初始化 也可以在声明指针变量后，用赋值的方式对它 们进行初始化。例如： nint i1=Y, i2=A; nint *pi1, *pi2; npi1= npi2= 没有初始化指针变量是不可以使用的。编译带 有这样的指针变量的程序，编译系统会给出警 告，而运行时会出现错误。 6.2 指针的运算 * -11-北京邮电大学信息与通信工程学院 6.2 指针的运算 表6.1 指针的运算 * -12-北京邮电大学信息与通信工程学院 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-13- 6.2.1 指针的赋值运算 指针的赋值运算一定是地址的赋值。用来对指针变量 赋值的可以是： n同类型变量的地址； n同类型的已经初始化的指针变量； n其他同类型的指针。 此外，也可以用0或者NULL对指针变量赋值。使得变量 包含的是“空指针”，即不指向任何的内存物理地址。 必须注意：不同类型的指针是不可以互相赋值的。在 指针赋值时，不存在类型自动转换的机制。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-14- 例6.1 观察以下指针赋值运算的结果。如果将注释去 掉，结果将如何？ #include using namespace std; void main() int va1=100,*pva1; float vf1=A,*pvf1,*pvf2; int *pva2=NULL; cout using namespace std; void main() char ch1=a,*ch; int k1=100; ch= /指针ch指向变量ch1 cout using namespace std; void main() int va=100,*pva,*ppva; /ppva是指向指针的指针 int k1=100; pva= cout using namespace std; void main() int k110=11,24,37,44,58,66,79,86,93,108,*k; k= for(int i=0;i; void类型的指针变量中存放的也是内存的地址 ，但是不指定这个地址单元内的数据的类型。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-24- 6.2.5 void类型指针 void类型的指针的使用： n任何其他类型的指针都可以赋值给void指针。必须 注意，这样赋值后的void指针的类型仍然是void。 nvoid类型指针不可以直接赋值给任何其他类型的指 针。 n无论何时，void指针都不可以通过间接引用来访问 内存中的数据。 n要通过void类型指针访问内存的数据，必须进行指 针类型的强制转换，才可以通过指针间接引用访问 内存数据。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-25- void类型指针 void类型指针还有一个具体的应用：显示字符 指针的内容。除了字符指针外，其他指针都可 以直接用cout语句来输出地址值。但是，用 cout输出字符指针时，则是输出它所指向的字 符串。可以将字符指针强制转换为void指针， 再用cout语句输出，就可以看到地址值。如： char *pch=“Hello C+“; cout using namespace std; #include void main() char src10=“012345678“; char dest10; char* pc=(char*)memcpy(dest,src,10); cout (p); 在编译时有语法错误：“不能将double*转换为 char*”，也就是说指针的强制类型转换也是不允许的 。 但是，如果使用C风格的类型转换：pch=(char*)p;在 编译时没有语法错误，仅在执行时有问题。 所以，还是要使用static_cast来进行强制类型转换。 唯一允许的是void指针和其它指针类型之间的转换 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-29- /例6-5利用格式控制符hex可以显示整数的机器数的程序 #include using namespace std; void main() float f=1.0; float* fPtr= /浮点指针 void* fv= int* iPtr=static_cast(fv); /浮点变量地址赋给整型指针 cout “ “ (初值) n运算的结果：如果申请成功，返回指定类型内存的 地址；如果申请失败，返回NULL指针。 动态内存使用完毕后，要用delete运算来释放 。delete运算符使用格式： delete ; * 北京邮电大学信息与通信工程学院-33- 6.3.2 动态数组空间的申请和释放 申请动态一维数组时，要在new表达式中加上 申请数组的大小： new 常量表达式 ; n注意：在动态申请数组空间时，不可以对数组进行 初始化。 n也可以申请二维数组的空间： int (*pi_marray)4; pi_marray = new int34; 释放动态数组空间都用相同的表达式： delete ; * 北京邮电大学信息与通信工程学院-34- 6.3.3 内存泄漏和指针悬挂 内存泄漏是指动态申请的内存空间，没有正常 释放，但是也不能继续使用的情况。如： char *ch1; ch1 = new char(A); char *ch2 = new char; ch1=ch2; n原来为ch1所申请的存放字符A的空间就不可能再使 用了，产生了内存泄漏。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-35- 6.3.3 内存泄漏和指针悬挂 让指针指向一个已经释放的空间，即所谓的指 针悬挂(Dangling)。如： char *ch1, *ch2; ch1 = new char; ch2 = ch1; *ch2 = B; delete ch1; n指针ch2就是指向了一个已经释放的地址空间，形成 指针悬挂。如果还要用delete ch2;语句来释放ch2 所指向的空间，就会出现运行错误。 6.4 指向结构体的指针 * -36-北京邮电大学信息与通信工程学院 指向结构体的指针 定义变量时，我们可以定义指向int型的指针 变量，类似的，可以有指向新定义的结构型数 据类型的指针变量。 声明了指向结构的指针后，必须对指针初始化 。现在我们知道对于指针的初始化有两种方法 ：其一是用已经定义的变量地址来初始化，其 二是用new申请一个地址来对指针赋值。 * -37-北京邮电大学信息与通信工程学院 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-38- 具体对结构指针来说: （1）可以将结构变量的地址赋给结构指针，使用取地址“/学号 char name20; /姓名 float score;/成绩 ; student stu=20041118,“Li Li“,F,18; /定义结构变量并初始化 student * ps= /定义结构指针并初始化 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-39- （2）使用new操作在堆中给结构指针分配空间。 例如： student * ps=new student; /定义结构指针用动态地址初始化 用结构指针访问结构成员时，用箭头操作符代替 原来的点操作符对结构体成员进行操作。比如，把 学生的成绩输出显示，语句如下： coutscore; 其中，ps-score等价于(*ps).score。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-40- 解：说明：每个员工的信息包括姓名、工作证号、薪水，定义 为结构类型。定义结构指针并让它的指向确定，通过结构指 针访问结构成员，输出显示员工的信息。 /例6-6 结构指针的定义和使用 #include #include using namespace std; struct Employee char name20; unsigned long id; float salary; ; 例6-6 结构指针的定义和使用。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-41- void main() Employee pr1; Employee* prPtr; prPtr= strcpy(prPtr-name,“zhang san“); prPtr-id=98001; prPtr-salary=3350.0; cout name id salary 其中的变量名必须是已经定义的，并且和引用的 类型必须相同。例如： int someInt; int 必须注意：引用必须在声明的时候就完成初始化 ，不可以先声明引用，然后再用另一个语句对它 初始化。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-45- 引用有以下的特点： n引用不能独立存在，它只是其他变量的别名； n引用必须在声明的同时就初始化； n引用一旦定义，引用关系就不可以更改，即B若 是A的引用，就不可能是其他变量的引用； n引用的类型就是相关的变量的类型，引用的使用 和变量的使用相同。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-46- 例6-7 引用的使用。观察以下程序的结果。 #include using namespace std; void main() int intA=10; int cout using namespace std; void Swap(int *a, int *b); void main() int x(5), y(10); cout using namespace std; void swap_1(int j=x; x=y; y=j; void main() int a=12345, b=54321; cout *; n例如： const int *ptint; n指针ptint的类型是(const int *)，也就是指向一 个恒定的整型数。 * 北京邮电大学信息与通信工程学院-58- 例6.10 常指针示例。观察以下程序的运行。 #include using namespace std; void main() int ia=10, ib=20; const int *ptint; ptint=/用ia地址初始化 cout using namespace std; void Move(int *a); void main() int x5=10,20,30,40,50, *px=x; cout using namespace std; void Move(int *a); void main() int x5=10,20,30,40,50, *px=x; cout using namespace std; int * reverse(int const * list, const int size)/指针函数 int result6;/函 数中定义的局部数组 for (int i = 0, j = size - 1; i using namespace std; int * reverse(int const * list, const int size)/指针函数 int *result = new intsize; /函数中定义的动态数组 for (int i = 0, j = size - 1; i n返回引用实际是返回地址。在使用上，或者直接使 用这个地址；或者使用这个地址单元的数据。 n返回的引用可以作为左值继续操作，而返回的变量 值是不可以继续运算的。这是返回引用和返回变量 值在使用上的主要区别。 * /例6-17 引用作为函数的返回值 #include #include using namespace std; struct person char name15; int contribution; double bonus; ;/定义结构体 person p1=“Li Li“,500,0,p2=“Zhao Zhao“,600,0;/两 名职工是全局变量 person else return p2; * 例6.17引用作为函数返回值。 void main() compare().bonus=1000; /返回值作为左值直接操作 cout #include using namespace std; void main() int n; char *array1 = “Happy Birthday to You“; char array3 15 ; char array2 25 ; strcpy( array2, array1 ); cout using namespace std; void main() char ChArray=“This is a string.“,*ptch; int i,j,k,offset1,offset2; ptch=ChArray;/指针初始化 for(i=0;ChArrayi!=0;i+); cout using namespace std; void main() int intArray10=8,11,23,34,45,56,65,78,86,97,*ptint; int i,num,sum; float average; ptint=intArray; sum=0; num=sizeof(intArray)/sizeof(*intArray); for(i=0;i *常量表达式; n例如： char *member_name10; 注意和声明指向一维数组指针的差别： char (*member_pointer)10; * -82-北京邮电大学信息与通信工程学院 指针数组 指向字符的指针： char *member_name=“Merry“,“John“,“Hill“; 指向这样的指针数组的指针： char *arr=member_name;