C语言PPT课件第08章 指针.ppt

,指 针,共 20页 第 2 页,第7章 指针,第一节 地址和指针的概念 第二节 变量的指针和指针变量 第三节 数组指针 第四节 字符串指针 第五节 函数指针 第六节 返回指针的值 第七节 指针数组 第八节 小结,共 20页 第 3 页,第7章 指针,指针是C语言中的一个重要的概念，正确而灵活地运用它，可以有效地表达复杂的数据结构；能动态分配内存；能方便地使用字符串、数组、函数；能直接处理内存地址。 可以说，不掌握指针就不掌握C语言。,共 20页 第 4 页,两个概念 内存单元： 程序中定义的每个变量，都在内存中占有一定的空间，称为内存单元。 内存单元地址： 内存区的每一个字节有一个编号，称为内存地址。,7-1地址和指针的概念,共 20页 第 5 页,例如程序定义了三个变量: Int a,b,c; 则系统给出三个单元: 地址1 地址2 地址3,7-1地址和指针的概念,共 20页 第 6 页,实际上一个变量有三个值:地址、变量名、值。例： Int a=3,b=7,c=9; 地址 变量名 值 地址1 地址2 地址3,7-1地址和指针的概念,共 20页 第 7 页,内存单元的大小： 程序中不同类型的变量，大小也不一样。 *实型变量：占有 4 个字节。 *整型变量：占有 2 个字节。 *字符变量：占有 1 个字节。 注：1个字节为8位：,7-1地址和指针的概念,7 6 5 4 3 2 1 0,共 20页 第 8 页,例：程序定义了3个整型 内存用户数据区 变量i、j、k,编译时系统 分配置2000和2001两个字 节给变量i,2002和2003字 2000 3 变量i 节给j,2004，20005给k。 2002 6 变量j 则有：变量 开始地址 2004 9 变量k i 2000 . j 2002 . k 2004 3010 2000 i-pot 单元内的内容就是变量的值,7-1地址和指针的概念,共 20页 第 9 页,对变量的存取是通过地址 内存用户数据区 来进行。如果语句中有： “k=i+j”,则从2000、2001 字节取出I值（3）,再从 2000 3 变量i 2002，2003字节取出j值 2002 6 变量j （6），相加后得（9）， 2004 9 变量k 送给k所占的2004， . 2005单元。 . 这种存取方式称为 3010 2000 i-pot “直接访问：方式。,7-1直接访问方式,共 20页 第 10 页,也可以采用另一种存取方式， 内存用户数据区 变量I的地址存放在另一个变量 Ipot中，即：Ipot= 这样，Ipot的值就是2000， 2000 3 变量i 即变量I的起始地址。要存 2002 6 变量j 取I的值，也可以从变量 2004 9 变量k Ipot中取出I的地址（2000) . 然后到2000，2001处取出 . I的值（3）。 3010 2000 ipot 这种存取方式称为 ： “间接访问：方式,7-1间接访问方式,共 20页 第 11 页,7-2地址和指针的概念,*什么叫做指针？ 举两个日常例子： （1）每个同学的记分表都有这三栏： 编 号 姓 名 分数 1001 王 刚 70 1002 李 鹏 78 1003 张 三 92 那么，要对某个同学记分和查分都是通过编号进行，编号就是姓名的指针。,共 20页 第 12 页,指针： 由于通过地址能找到所需的变量单元，我们称一个变量的地址为该变量的指针。 地址1（指针1） 地址2（指针2） 地址3（指针3）,7-1地址和指针的概念,共 20页 第 13 页,指针变量： 一个变量，是用来存放另一个变量的地址，则它称为指针变量。,地址和指针的概念,共 20页 第 14 页,指针变量的定义格式 基本类型 *指针变量名 例： float *p1; /*实型指针*/ int *p2; /*整型指针*/ char *p3; /*字符指针*/ 注意 “*”号 不能省略。,7-2-1定义一个指针变量,共 20页 第 15 页,例：通过指针变量的赋值。必须在变量面前加上地址赋值符号：“ /*变量c的地址赋给指针p3*/,7-2-2指针变量的引用,共 20页 第 16 页,指针变量的使用。如果有： int a，*p1; a=100; p1=,7-2-2指针变量的引用,共 20页 第 17 页,同样有： Float b，*p2; b=3.12; p2=,7-2-2指针变量的引用,共 20页 第 18 页,因此，只要有： Float b，d,*p2; p2=,7-2-2指针变量的引用,共 20页 第 19 页,例：通过指针变量访问整形变量。 Main() int a,b,*p1,*p2; a=100;b=10; p1= 结果为： 100，10 100，10,7-2-2指针变量的引用,共 20页 第 20 页,注意： （1）指针变量前面的“*”， 表示该变量的类型为指针 型变量。 （2）在定义指针变量时必 须指定基本类型 原因是：单位字节数不同。 实型指针变量一个单位是 4个字节。 型型指针变量一个单位是 2个字节。 字符型指针变量一个单位是 1个字节。 指针变量的赋值 point-2= /*字符变量a的地址赋给指针*/,7-2-1定义一个指针变量,2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006,实变 量f,型变 量i,字符a,共 20页 第 21 页,例：输入a,b两个整数，按先大后小输出a和b。 Main() int a,b，*p1,*p2; Scanf(“%d,%d”, 输入 5，9 结果为： a=5,b=9 max=9,mix=5,7-2-2指针变量的引用,共 20页 第 22 页,当输入a=5,b=9时，由于ab,将p1和p2交换。 如图： 注意：a和b并未交换，但p1和p2的值改变了。P1的为&a,现为&b,p2原为&b,现为&a。,7-2-2指针变量的引用,p,&b,&a,p2,a,p1,p,9,b,5,b,a,p2,p1,9,&a,&b,共 20页 第 23 页,函数的参数不仅可以是整型、实型、 字符型等，还可以是指针型。 指针变量作为函数参数的作用是： 将一个变量的地址传送到另一个函数中。 再举上例：输入a,b两个整数，按先大后小输出a和b。,7-2-3指针变量作为函数参数,共 20页 第 24 页,main() int a,b，*t1,*t2; scanf(“%d,%d”,7-2-3指针变量作为函数参数,共 20页 第 25 页,子函数 sw 的作用是交换两个变量a和b的值。 Sw(int *p1,int *p2) int temp; temp=*p1; *p1=*p2; *p2=temp; 运行情况如下： 输入： 5,9 结果： 9,5,7-2-3指针变量作为函数参数,共 20页 第 26 页,当t1=&a,t2=&b时 当调用sw(t1,t2)时 如图：,7-2-3指针变量的引用,&b,&a,p2,a,p1,9,b,5,b,a,p2,p1,9,&a,&b,&b,&a,t1,t2,共 20页 第 27 页,当执行函数sw（t1,t2)时 当返回主函数时,7-2-3指针变量的引用,&b,&a,t2,a,t1,9,b,5,b,a,p2,p1,9,&a,&b,&b,&a,t1,t2,5,函数调用结束后，p1和p2不复存 在（已释放）,共 20页 第 28 页,数组与指针的关系 每一个数组元素都有地址。该地址就是数组元素的指针。 概念 假设：int a100; 数组名：数组的标识 a 数组元素的地址：数组中一个具体元素的地址(&ak) 数组首地址(数组起始地址)：数组中第一个元素(0号元素)的地址（&a0或用数组的名称 a 表示）。,7-3数组与指针,共 20页 第 29 页,C语言规定：数组名就是数组的首地址常量。 那么下面关系表达式成立：a = 将第一个元素的地址赋给p, 实际上是首地址赋给p。 与下条语句等价： p=a p就称为指向数组a的指针变量。,指向数组的指针,&a0,a0,共 20页 第 30 页,C语言规定：如果指针变量p已指向数组中的一个元素， 则p+1指向同一数组中的下一个元素。 例如： int a4,*p; p= 则： p+1 a1 p+2 a2 p+3 a3,7-3指向数组的指针,注：这里的p+1是指加上一个单元， 不同的变量，单元的大小不同。 整型指针变量p+1等于p的地址 加上2个字节。 p+2=p+4个节。 （实型： p+1=p+4个字节。 字符型： p+1=p+1个字节。,共 20页 第 31 页,例C5_5001.C：分析程序。 #include main ( ) int a = 1, 2, 3, 4, 5 ; int x, y, *p; /* 指针变量 p */ p= ,7-3数组与指针,例C5_5001,/* 指针 p 指向 a0，等价于p=a */,/* 取指针p+2的内容，等价于x=a2 */,/* 取指针p+4的内容，等价于y=a4 */,共 20页 第 32 页,例C5_5002.C：分析程序。 main( ) int a = 1, 2, 3, 4, 5, 6 ; int *p; p=a; /* 指针p为数组的首地址 */ printf (“%d“, *p ); printf (“ %dn“, *(+p) ); printf (“%d“, *+p ); printf (“ %dn“, *(p-) ); p += 3; printf(“%d %dn“, *p, *(a+3) ); ,7-3 数组与指针,例C5_5002,指针初始化,第一个输出,第二个输出,第三个输出,第四个输出,第五个输出,p=a,取p的内容,p先加1再取内容,p先加1再取内容,取内容p再减1,取p的内容,p+=3,p,p,p,p,p,p,语句执行,指针p指向,地址,数组,共 20页 第 33 页,在函数之间传递整个数组 实际参数用数组名。 形式参数用指针时，在被调用函数的内部，就可用指针方式访问数组中的元素。 说明 由于数组名代表数组的首地址，传递数组名也就是将数组的首地址传递给被调用函数。,7-3-3 数组名作为函数,共 20页 第 34 页,例:编写字符串复制函数。 main( ) char a30, b30; printf(“Enter string:“); scanf (“%s“, a); strcopy ( a, b ); /* 调用函数的实参为数组名 */ printf (“a=%snb=%sn“, a, b ); strcopy ( str1, str2 ) /* 将串str1拷贝到串str2中 */ char * str1, * str2; /* 形参为指向字符的指针 */ while ( (*str2 = *str1)!=0) /* 通过指针操作数组 */ str1+; str2+; 5-5 数组与指针-串复制,7-3 数组与指针-串复制,例C5_5003,共 20页 第 35 页,例:改进字符串复制函数。 改进一： strcopy ( str1, str2 ) char *str1, *str2; while ( *str2 = *str1 ) str1+; str2+; 改进二： strcopy ( str1, str2 ) char *str1, *str2; while ( *str2+ = *str1+ ) ; /* 通过指针操作数组 */ ,7-3数组与指针-串复制,例C5_50031,例C5_50032,共 20页 第 36 页,对于指针的三种基本运算 指针与正整数的加减运算 两个指针的关系运算 两个指针的减法运算 与指针相关的运算操作 取地址运算 ( & ) 取内容运算 ( * ),7-3指针的基本运算,共 20页 第 37 页,指针与正整数的加减法 当指针 p 指向数组中的元素时，n为正整数： p+n表示：指针p所指向当前元素之后的第n个元素； p-n表示：指针p所指向当前元素之前的第n个元素。 p+和+p含义：指针加1，指向数组中的下一个元素； p-和-p含义：指针减1，指向数组中的前一个元素。,7-3 指针的基本运算-指针加减运算,p-2,p-1,p,p+1,p+2,p-3,共 20页 第 38 页,设 int b,c,d,e,a4; p= 相当于 e=+a0, 先取a0=a0+1 等于4，后 赋给d。,7-3指针的基本运算,共 20页 第 39 页,回忆！ 对于一个字符串，我们是如何访问？ 方法：用字符数组。 例： main() int I; char st6=“china”; for ( I=0;I=5;I+) printf(“%c”,aI); 结果输出：china,7-4字符串的指针和指向字符串的的指针变量,共 20页 第 40 页,也可以用字符指针来访问一个字符串。 例： main() char *sp 定义指针变量 sp=“china”; 表示将字符串 printf(“%sn”,sp; “china”的首 结果输出：china 地址赋给sp,7-4字符串的指针和指向字符串的的指针变量,共 20页 第 41 页,例：将字符串a复制为字符串b。 main() int j; char a=“china”,b5,*p,*q; p=a; for (j=0;j=5;j+) *(q+j)=*(p+j); 指针改变数组b的值 printf(“n%s”,p); for(j=0;j=5;j+) printf(“n%c”,bj); 结果： china china,7-4字符串的指针和指向字符串的的指针变量,共 20页 第 42 页,上例也可改为： main() int j; char a=“china”,b5; for (j=0;j=5;j+) *(b+j)=*(a+j); 指针改变数组b的值 printf(“n%s”,a); for(j=0;j=5;j+) printf(“n%c”,bj); 结果： china china,7-4字符串的指针和指向字符串的的指针变量,共 20页 第 43 页,前面介绍过，字符数组和字符指针都能实现字符串的存储和运算。但它们两者是有区别 （1）字符数组由若干个元素组成，每个元素放一个字符。 字符指针变量中存放的是地址-字符串的首地址。而不是将字符串放到字符指针变量中,7-4-3对使用字符指针变量和字符数组的区别,共 20页 第 44 页,（2）赋值方式。对字符数组只能对各个元素赋值，不能如下赋值： Char st5; St=“china”; 而字符指针变量中，可以这样做： Char *sp sp=“china”; 注意：sp存放的是字符串的首地址。,7-4-3对使用字符指针变量和字符数组的区别,共 20页 第 45 页,例C5_5004.C：使用指针作为形式参数实现函数day_of_year。 #include main( ) static int day_tab213 = 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31, 0,31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 ; int y, m, d; scanf(“%d%d%d“, ,7-4 数组与指针-用指针操作二维数组,例C5_5004,共 20页 第 46 页,指针数组 数组中的元素均为指针类型，称之为指针数组。 指针数组说明的形式为： 数据类型 * 数组名常量表达式 例如： int * pa 6; 含义：定义一个由6个指针变量构成的指针数组，数组中的每个数组元素指针，都指向一个整数。,7-5 指针数组,共 20页 第 47 页,数组指针 指向数组的指针称为数组指针。 数组指针的说明形式： 数据类型 ( * 指针变量名)常量表达式 例如：int ( * pb ) 6； 含义：定义了一个指向数组的指针pb，被指向的数组是一维的有6个元素的整型数组。,7-5 指针数组,共 20页 第 48 页,例C5_7101.C：将C5_3002.C中的week_day表用指针数组实现。 char * week_day8= “sunday“,“monday“, “tuesday“,“wednesday“,“thursday“, “friday“,“saturday“,NULL;,7-5 指针数组-输入字符串进行查找,NULL,共 20页 第 49 页,main函数的参数 main函数参数的一般形式： main ( argc, argv ) int argc; /* argc表示命令行参数个数 */ char *argv ; /* argv指向命令行参数的指针数组 */ 在操作系统下运行C程序时，可以使用命令行参数形式，向main函数传递参数。命令行参数的一般形式： 运行文件名 参数1 参数2 参数n,argv0,argv1,argv2,.,argvargc-1,文件名,第1个参数,第2个参数,第argc-1(n)个参数,数组argv,5-7 指针数组-main函数参数,argc=n+1,共 20页 第 50 页,例C5_7201.C：按数组方式引用命令行的参数。 #include main (argc, argv) int argc; char * argv ; int i; printf (“argc=%dn“, argc); for ( i=0; iargc; i+ ) printf(”%sn”, argvi); /* 按数组方式引用参数 */ ,5-7 指针数组-main函数参数实例,例C5_7201,例C5_7202.C：按指针方式引用命令行的参数。 #include main (argc, argv) int argc; char * argv ; int i; for (i=0; iargc; i+) printf(”%sn”, * argv + ); /* 按指针方式引用参数 */ ,例C5_7202,共 20页 第 51 页,有关指针的数据类型和指针运算小结,int * p; int * q4; int (* w)4; int * g( ); int (* y)( );,p 是一个指向整型数据的指针变量 根据优先级，q先和结合，所以 q 是一个指针数组，该数组有4个元素。 ( )内的*w指示出w是一个指针，指向一个含4个元素的一维数组。w是数组指针。 根据优先级，g先和( )结合，所以 g 是一个函数，*说明函数的返回值是指向整型数据的指针。 (*y)说明y是一个指针，( )表明此指针是指向函数的，函数的返回值是整型。,共 20页 第 52 页,指向多维数组的指针变量小结,多维数组名的性质 多维数组名是数组的首地址。例如：int a34; a是数组的首地址。,那么，a0、a1、a2 呢？ 也是地址量。 把二维数组名，理解成下面的图。,共 20页 第 53 页,？,指向多维数组的指针变量小结,a 、 a0 是 a00的地址，是第一行的首地址。,a+1,、a1是 a10的地址，是第二行的首地址。,* a,是a0的内容，* * a 是 a00。,a 是二维数组，经过两次操作，才能访问到数组元素。 所以根据C的地址计算方法，a经过两次 * 操作才能访问到数组元素。这样有： * a是 a0的内容，* * a 才是 a00。 a0是a00的地址,*a0是a00的内容。,共 20页 第 54 页,指向多维数组的指针变量小结,例C5_901 已知 int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; 求： A) *(a+6) B) *(&a0+6) C) *(a1+=2) D) *(&a00+6),例C9_303,指到数组元素之后第6个 指到数组元素之后第6个 a1是地址常量不能赋值 指向a12,例C5_901,共 20页 第 55 页,申请内存函数 (malloc) void * malloc ( unsigned size ) 功能：申请长度为size字节的内存区。若申请成功，函数返回所分配的内存区首字节的地址，即指向该内存的指针；若申请失败，函数返回NULL。 说明：函数malloc的返回值为指向void类型的指针。这是通用指针类型，在实际申请内存空间时，要按照实际指针所指对象的类型进行指针类型强制转换。 实例：要申请1个长度为10的整型数组空间，用指针指向数组的首地址，则可使用下列语句动态申请内存空间。 int * p; p = (int *) malloc( 10 * sizeof(int ) );,5-8 动态存储分配函数-malloc,共 20页 第 56 页,释放内存 (free) void free ( void * p ) 功能：释放p所指的内存空间。函数无返回值。这里p所指的内存区域必须是用函数malloc申请的内存空间，否则调用时使用其它指针，可能会破坏系统。 例C5_8001.C：动态申请10个元素的数组。 #include main ( ) int *p; p = (int *) malloc( 10 * sizeof(int) ); printf(“nResult:”); try ( p, 10); free(p); try ( int a , int m ) /* 以数组方式使用主函数空间 */ int k; for ( k=0; km; k+ ) a k = k*10; for ( k=0; km; k+ ) printf (“%d,”, ak); ,5-8 动态存储分配函数-free,例C5_8001,共 20页 第 57 页,例C5_5003.C：编写字符串复制函数。 main( ) char a30, b30; printf(“Enter string:“); scanf (“%s“, a); strcopy ( a, b ); /* 调用函数的实参为数组名 */ printf (“a=%snb=%sn“, a, b ); strcopy ( str1, str2 ) /* 将串str1拷贝到串str2中 */ char * str1, * str2; /* 形参为指向字符的指针 */ while ( (*str2 = *str1)!=0) /* 通过指针操作数组 */ str1+; str2+; ,5-5 数组与指针-串复制,例C5_5003,共 20页 第 58 页,例C5_50031.C：改进字符串复制函数。 改进一： strcopy ( str1, str2 ) char *str1, *str2; while ( *str2 = *str1 ) str1+; str2+; 改进二： strcopy ( str1, str2 ) char *str1, *str2; while ( *str2+ = *str1+ ) ; /* 通过指针操作数组 */ ,5-5 数组与指针-串复制,例C5_50031,例C5_50032,共 20页 第 59 页,例C5_5004.C：使用指针作为形式参数实现函数day_of_year。 #include main( ) static int day_tab213 = 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31, 0,31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 ; int y, m, d; scanf(“%d%d%d“, ,5-5 数组与指针-用指针操作二维数组,例C5_5004,共 20页 第 60 页,运行程序，分析运行结果。 #include ”stdio.h” #define SIZE 4 main( ) int datesSIZE,*pti,index; float billsSIZE,*ptf; pti=dates; ptf=bills; for ( index=0; indexSIZE; index+ ) printf(”pointer+%d:%10p%10p”,index,pti+index,ptf+index); 放大因子 由于指针所指的对象不同，在进行加减运算时，C语言会根据所指对象计算出不同的放大因子。 对于char，放大因子为 1；对于int，放大因子为 2；对于long，放大因子为 4；对于double，放大因子为 8。,5-6 指针的基本运算-放大因子,例C5_5000,共 20页 第 61 页,例C5_6101.C：编写函数，实现两个字符串的连接。 char * strcat(str1, str2) char *str1, *str2; char *p=str1; while ( *p!=0 ) p+； while ( *p+ = *str2+ ) ； return (str1); main( ) char a50, b30; printf(“Enter string 1:“); gets(a); printf(“Enter string 2:“); gets(b); printf(“a+b=%sn“, strcat(a, b) ); ,5-6 指针的基本运算-串连接,例C5_6101,/* 返回指向str