内存单元的地址-指针程序设计.ppt

高级语言程序设计 第7章 内存单元的地址 指针程序设计（3） 问题3 把学生信息按学号或姓名排序 （指针版） n 问题描述：设有批量的学生信息，包括学 号num，姓名name，成绩grade，请把 它们保存到内存中，并按学号或姓名进行 排序。 分析 n学号和姓名均为字符串，如果用数组存放，学 号信息比较规则，假如是10个字符组成，只需 定义数组 char num 11，但是对于姓名来说 ，长短不一，必须开辟比较宽的数组，如char name 20, 这样就造成了不必要的浪费。 nC语言允许直接用字符型指针指向一个字符串， 称为指针型字符串，因此多个同学的信息可以 定义一个字符型指针数组 我们必须回答下面这些问题 n如何定义指针型字符串 n如何给指针型字符串提供数据（赋值或输 入）（回顾：数组型字符串怎么赋值怎么 输入？） n如何定义字符型指针数组 指针型字符串的定义 n const char *namePtr=“zhangqiang”; n 注意namePtr指向的是常量字符串 n namePtr称为指针型字符串或者说指向字符串 的指针 n比较namePtr与 n char nameStr=“zhangqiang”; n有什么不同 n1)namePtr是一个指针变量，可以指向不同的字 符串，但nameStr一旦定义就不可以改变，是 常量 n2)指针变量namePtr在定义之后可以通过赋值语 句重新获得一个字符串的首地址 namePtr = “liping”；（正确） 但nameStr = “liping”;（错误） 3) 数组型字符串通过键盘输入一个 scanf(“%s”,nameStr); 但是指针型,如果没有为namePtr申请空间 scanf(“%s”,namePtr); 或gets (namePtr); 都是错误的， n当然可以用字符型指针指向一个字符型数 组 n如 char str20，*ptr； n ptr = str; n 再scanf(“%s”,ptr); n4）没有初始化的指针ptr，直接作为字符 串使用是错误的： n char *ptr; n ptr0 = a; ptr1 = b; ptr2 = c; ptr3 = 0; 是错误的 例1 字符串长度计算函数 nint myStrlen(const char *pStr) /实参可以 是一个数组名 n n int len=0; n for( ; *pStr!= 0; pStr+) n len+; return(len); n 例2 字符串拷贝函数 nvoid myStrcpy( char *dstStr, const char *srcStr) n while(*srcStr!=0) n n *dstStr+ = *srcStr+; n /*dstStr = *srcStr n /srcStr+; /dstStr+; n n *dstStr=0; n 字符指针数组 n字符串指针放在一起就构成了一个指针数组 nconst char *name10 = “ZhangQiang“,“LiHong“, “WangLi“,“ZhaoMing“,“QianJin “, “SunYang“,“XuLei“,“BaoFang“, “GuoLiang“,“XiaoXiong“ ; 思考题： n如果用基于指针的字符串构成的指针数组 对字符串排序，可否不交换字符串的内容 而只修改指向它的指针？ 如何从键盘输入字符串给字符型指 针？ n在程序中可以直接赋值给指针 n不能直接从键盘输入字符串给指针 n可以先输入给一个字符型数组 n再copy给指针所指向的空间，这个指针指 向的空间必需事先申请好。如果字符串的 长短事先不能确定空间该怎么申请？ 动态申请内存空间 n在函数内部的自动变量，在函数调用时自 动分配内存，函数调用结束后自动撤销； n全局外部变量或静态局部/外部变量在编译 时静态分配内存。 n字符串长短不能确定就要动态分配内存 n操作系统加载的应用程序之后，将形成一 个专门服务于该应用程序的内存空间（也 叫进程空间） n自动分配的内存分配在栈区，静态分配的 内存位于全局数据区，动态分配的内存位 于堆区。 n 动态分配内存函数 nC语言stdlib.h库接口的一部分或者用 malloc.h包括: malloc、calloc、realloc 和free nmalloc函数：分配长度为size的连续内存 空间，其原型为 void *malloc(unsigned int size); n（2）free函数：释放动态申请的空间， 其原型为 free(void *p); 动态申请的空间用毕之后必须调用free函 数把它释放，供系统重新分配。 n（3）calloc函数：为同类型数据分配连续的内存空间 ，其原型为： void *calloc(unsigned int num, unsigned int size); 其中num是要申请的内存空间的数量，size是每个空 间的字节数。 n n(4) realloc函数：改变已经分配的空间的 大小，其原型为 void * realloc(void *p, unsigned int size); n把p所指向的空间大小改为size。 void* 类型的指针 n int a = 10; float x = 5.3; n int *aPtr = n float *xPtr = nvoid类型的指针可以指向任何其它类型的内存 n void *gp = aPtr; n也可以gp = xPtr; n但是对gp指针的引用是错误的，即 n*gp = 5； /错误的间接引用 n*gp=3.6; /错误的间接引用 n只有非void*类型的指针才可以使用间接 引用运算*。 nvoid*类型的指针只能起到保存指针的作 用。 malloc举例 n char *cPtr; n cPtr =(char*) malloc(10); n scanf(“%s”,cPtr); n printf(“%sn“,cPtr); n free(cPtr); 注意！ nchar *cPtr; ncPtr=“hello”; /这时cPtr指向了静态的 “hello” ncPtr指向的空间由“hello”确定 n不能再用scanf(“%s”,cPtr); 通常的做法 n char nameStr20, *namePtr; n先读到字符型数组中，计算字符串的大小 n scanf(“%s“,nameStr); n int len=strlen(nameStr); n再申请相应的空间 n namePtr = (char *) malloc(len*sizeof(char); n然后再拷贝 n strcpy( namePtr, nameStr); n 或 namePtr=nameStr; n这样 namePtr就指向了nameStr 看一个例子 n#include n#include n#include n/#include nint main(void) n n const char *namePtr=“zhangqiang“; n puts(namePtr); n namePtr=“lksdjfklsdj“; n puts(namePtr); n /gets(namePtr); /err n char nameStr120,nameStr=“zhangqiang“; n char *p = nameStr1,*p2=nameStr; n puts(nameStr); n gets(p); n puts(p); n /nameStr=“lksdjfkld“; n strcpy(p,p2); n puts(nameStr); n gets(nameStr); n puts(nameStr); n char *namePtr2; n namePtr2 = (char *) malloc(strlen(nameStr)*sizeof(char); n /strcpy(namePtr2,nameStr); n namePtr2=nameStr; n puts(namePtr2); n return 0; n 同样还可以 n动态申请一维整型数据空间 7.5.3动态申请一维数组 n动态申请二维整型数据空间，用一个列指 针指向它。 7.5.4动态申请二维数组 n同理还可动态申请行指针的二维数组 略，大家自己研究一下，查查相关资料 让指针指向在函数中动态申请的内存 n在后续数据结构与算法的课程中常常有这 样的需求，即在主调函数中定义一个指针 变量，但不知道它该指向哪里，还不知道 它指向的内存空间，而是由另一个专门的 函数动态申请所需的空间，这样的函数该 如何实现呢？让我们看看下面的这个函数 是否可以达到我们的要求， 返回动态申请的指针 nint* funcReturnPtr(void) n n int *tmp; n tmp=(int*)malloc(sizeof(int); n return tmp; n /该指针指向的空间函数调用结束时没有自动释放 n /在主函数或其它地方中使用它不会出现非法访问 n n在主函数中定义 int *aptr = NULL; /注意aPtr没有指向任何地方 函数调用 aptr= func(); 之后，aptr便指向了堆中申请的空间， n但是，这种方法明显有局限性，如果有多 个动态指针需要返回就不能这样做了。 nvoid func(int *ptr) n n ptr=(int *)malloc(sizeof(int); n n设在主函数中有 n int *aptr = NULL; /注意aPtr没有指向任何地方 n函数调用 func(aptr); n能否使aptr指向在函数func中申请的内存空间呢？ 使用二级指针参数返回动态申请的指针 例 注意： n *aptr=(int *)malloc(sizeof(int); n这里是把申请到的指针赋值给二级指针 aptr所指向的一级指针变量即实参的aptr n现在可以完整的实现开始给出的问题了 n n动态申请空间，输入原始数据 input n按学号或姓名字符串排序sort n输出排序结果 print n代码略 再介绍两个特别的问题 n 命令行参数 n C+的引用 命令行参数 n每个应用程序都是一个可执行程序，都是 可以看成在操作系统中运行的命令。 n到现在为止我们设计的main函数都是只 有void参数，实际上main函数也允许有 参数，但是它的参数个数和类型是不能随 便定义的。 大家知道下面的命令 ngcc -o test test.cpp 它有几个参数呢？ n又如 dir /p /w DOS命令后面的选项用/表示，/p就是分页显 示文件目录，/w是按多列像窗口一样显示文 件目录。 ncopy test.cpp testbak.cpp 那么main函数的参数是什么样子的呢？ nmain函数的参数只有两个 n第一个形参是整型的简单变量，其名字规 定为argc（arg是参数argment的缩写，c 是count的意思）， n第二个形参就是我们刚刚学过的字符型指 针数组，其名字规定为argv（v是向量 vector的意思，argv就是所有的参数构成 一列，含应用程序名字）。 n有参数的main函数的具体形式如下： n int main(int argc, char *argv) n这两个参数的具体含义是什么呢？先来看 看怎么样调用main函数，怎么给实参的 。 应用程序名 参数1 参数2 参数3 等等 命令行参数。 n应用程序名，参数1，参数2，参数3, 构成 了第二个实参传给argv，即字符型指针数组， n命令行中字符串个数就是第一个实参传给 argc C+中的引用 n 二级指针的方法实现上一小节的需求比较 容易出错，不易理解。 nC+编译器提供了一种引用传递方式。什 么是引用