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1,第 十 章,指 针,2,一、指针在程序中的用途 二、地址和指针的概念 三、变量的指针和指针变量 四、数组与指针 五、字符串与指针 六、返回指针值的函数,主要内容:,3,一、指针在程序中的用途,有效的表示复杂的数据结构 能动态分配内存 方便的使用字符串 直接处理内存地址 总之，指针的应用，使程序简洁、紧凑、高效。,4,二、指针的概念,1.数据在内存中的存储、读取过程 例如：整型变量 i , j , k ; 在编译时为变量分配内存，内存示意图如图 1 所示.,(2) 给变量赋值为 i=3; j=6; k=9;,(1) 假设变量 i,j,k 被分配的 内存地址分别为2000，2002，2004,(3) 通常，在程序中通过变量名对变量 进行存取。,其实程序经过编译后已将变量名转换为变量的地址，对变量值的存取都是通过变量的地址进行的。,图1,5,(1) 直接访问方式 按变量地址存取变量值的方式。 如果读取变量 i的值，直接到为变量i分配的存储单元（2000、2001字节）中取出i的值（3）即可。,(2) 间接访问方式 先将变量 i 的地址存放在另一个变量p中，如果读取变量 i的值，先找到变量p，从p中取出内容（2000，即变量i的起始地址），然后到2000、2001字节中取出i的值（3）。 即通过变量p访问为变量i分配的内存单元。,访问变量的两种方式：,6,直接访问示意图,间接访问示意图,表示将数值3送到变量i中，可有两种表达方法： （1）将3送到变量i所标志的单元中。即直接访问方式 （2）将3送到变量p所指向的单元（变量i）中。 即间接访问方式,注意：我们并不关心变量p的存储地址， 对 变量p的访问属于直接访问。,7,三、 指针变量,1.变量的指针 变量的地址称为变量的指针。 2. 指针变量 存储变量地址的变量称为指针变量，用来指向另一个变量。 3. * 操作符 为了表示指针变量与它所指向的变量的之间的关系，在程序中用 * 符号表示“指向”。,例如，P代表指针变量，* P则表示P所指向的变量。,以下两个语句作用相同： i=3; *P=3;,8,三、 指针变量（续）,4.指针变量的定义,int i , j ; int *pointer1, *pointer2;,定义形式： 基类型 *指针变量名；,举例,说明,（1）指针变量名前的*，表示该变量是指针型的变量。指针变量名为pointer1,而非 *pointer1。,（2）定义指针变量时必须指明基类型。,*注：以后几张幻灯片中提到的pointer1 pointer2是基于此例的。,9,如何使一个指针变量指向一个变量呢？,使用取地址运算符 ,赋值语句pointer1=&i；实现将变量i的地址保存入指针变量pointer1中。如右图所示。,你能画出第二个赋值语句的示意图吗？,三、 指针变量,5.指针运算符 &,10,三、 指针变量（续）,6.指针变量的引用,与指针变量有关的两个运算符： & : 取地址运算符 * ：间接访问运算符,（1）上例将打印出i的值。 （2）*pointer1 与普通的整型变量一样使用，但前提是pointer1 必须已经明确地指向了某整型变量，或者说指针变量中必须已经存有了某整型变量的起始地址。,例如,i=3; pointer1=,说明,11,三、 指针变量（续）,例1： 输入两个整数，按先大后小输出这两个整数,#include void main() int *p1, *p2, *p, a, b; scanf(“%d%d“, ,你能画出程序中指针处理过程的示意图吗？,12,三、 指针变量（续）,7.指针变量作为函数参数,函数的实参值是地址，函数的形参应定义为指针类型，此时，实参和形参之间仍然是传值方式。参见例2。,#include void swap(int *p1, int *p2) int temp; temp=*p1； *p1=*p2; *p2=temp; void main() int a,b,*pointer1, *pointer2; scanf(“%d%d“,/* 打印函数调用后，变量a,b的值，观察其变化*/ ,在被调函数中，通过间接访问， 改变了主调函数中实参变量的值。,变量a,b的地址被传递 到函数的形参变量p1,p2中,13,四、数组与指针,数组在内存中占一片连续的存储区，该存储区的大小与数组的元素类型和数组长度有关。 每个数组元素占用相同大小的存储空间。 利用数组存储区的起始地址，可以逐个获得每个数组元素的存储地址。,例如，定义数组 int a10;,1.数组的存储,a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9,注：假设数组a的存储区起始地址为2000。,2000,2002,2004,2006,2000+4*2,2000+9*2,由上图可知，数组元素ai的存储地址的计算公式为： 数组a的起始地址+i元素类型占内存的字节数,图2,14,C语言规定： 数组名代表数组的起始地址，该地址在程序运行过程中不能修改。 即数组名a是个常量。,2.指向数组元素的指针,四、数组与指针,例如， int a10； int *p；,对指针变量p赋值：p= 则使p指向了数组的第一个元素。,因此，下面对指针变量p赋值的两个语句等价： p=,因此定义指向数组的指针变量时，可以对其初始化： int a10； int *p=a； (或 int *p=&a0； ),15,四、数组与指针,例如，定义：int a10 ，*p=a; 可有如下操作： p=a; p=,3.通过指针变量引用数组元素,4.指针变量表达式和指针的算术运算符,（1） 可以对指针进行有限的算术运算，包括自增运算（+）、自减运算（-）、加上一个整数、减去一个整数，以及减去一个指针变量。,（2）指针运算的结果依赖于指针所指向的对象的大小。,指针的算术运算的规则是： 当一个指针加上或减去一个整数时，指针并非简单的加上或减去该整数值， 而是加上或减去该整数与指针指向的对象的大小的乘积。,例如：int a10 ，*p=a; 则 p=p+1; 使指针变量的值更新为数组元素a1的地址，即p指向了数组元素a1。,16,注意：a+是错误的，为什么呢？,例如：int a10 ，*p=a，*q,x; 假定数组a的起始地址为2000,则下列每个操作后变量的值分别为多少？,四、数组与指针,p=p+1;,q=p;,q+=2;,x=q-p;,p+;,+p;,-p;,p的值为2002，p指向数组元素a1.,q的值为2002, q指向数组元素a1.,q的值为2006, q指向数组元素a3.,x 的值为2,p的值为2004, p指向数组元素a2.,p的值为2006 , p指向数组元素a3.,p的值为2004, p指向数组元素a2.,p-;,p的值为2002, p指向数组元素a1.,通过 - 运算， 让指针变量指向数组中 的上一个元素。,得到： 从p到q的数组元素的个数,通过+ 运算， 让指针变量指向数组中 的下一个元素。,指针的算术运算 除了用于数组外 没有什么意义,17,四、数组与指针,5.指针和数组的关系,C语言中数组与指针关系密切，它们几乎可以互换。数组名可认为是一个常量指针，指针可以完成涉及数组下标的操作。,例如：int a10 ，*p=a; 则，p指向数组的第一个元素，可用如下的指针表达式引用数组元素a3 *(p+3) 式中的 3 是对于指针变量p的偏移量。,当p指向数组的起始位置时，偏移量等于数组的下标。 *(p+3) 这种表示法称为“指针表示法” （或 *(a+3) ）,因为*的优先级高于+，所以圆括号是必需的。,注意,总结,至此，引用一个数组元素，可以采用如下两种方法之一： (1) 下标法: 如ai (2) 指针法：如 *(p+i) 或 *(a+i),18,四、数组与指针,例3：输出数组中的全部元素。（采用三种方法输出数组元素的值）,#include void main() int a10 , i ; for(i=0; i10;i+) scanf(“%d“, ,#include void main() int a10 , i ; for(i=0; i10;i+) scanf(“%d“, ,#include void main() int a10 , i , *p; for(i=0; i10;i+) scanf(“%d“, ,1.下标法,2. 通过数组名计算数组元素的地址，找出元素的值,3. 用指针变量指向数组元素,（1）用下标法直观； （2）用前两种方法效率一样； C编译系统是将ai转换为 *(a+i)来处理的 （3）用第三种方法省时间， p+操作快。,19,四、数组与指针,6.用数组名作函数的参数,（1） 实参数组名代表该数组首元素的地址。而形参是用来接收 从实参传递过来的数组首元素的地址。因此，形参应该是一个指针变量（只有指针变量才能存放地址）。,（2） 虽然函数 f 的原型为 void f( int arr, int n) ，但编译时是将arr数组按指针变量来处理的。即： void f( int arr, int n) 与 void f( int *arr, int n) 等价,#include void main() int array10 ; . f(array,10); . ,void f( int arr, int n) . . ,首先回顾第八章“函数”中介绍的数组名作函数参数的情形：,规定：如果形参数组中 元素的值发生变化， 实参数组元素的值 随之变化。,说明,20,四、数组与指针,例4.将数组a中n个元素按相反的顺序存放。,#include void inv( int *x, int n) /* 形参为指针变量*/ int *p, temp,*i,*j, m=(n-1)/2; i=x; j=x+n-1; p=x+m； for(;i=p; i+,j-) temp=*i; *i=*j; *j=temp; return; void main() int i,a10=3,7,9,11,0,6,7,5,4,2; for(i=0;i10;i+) printf(“%d“,ai); inv(a , 10 ); /* 函数调用，实参为数组名*/ for(i=0;i10;i+) printf(“%d“,ai); ,a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9,a 数组,图3,21,四、数组与指针,例5.用选择法对10个整数按由小到大顺序排序。,#include void sort( int *x, int n) /* 形参为指针变量*/ int i,j,k,t; for(i=0;i*(x+k) k=j; if(k!=i) t=*(x+i);*(x+i)=*(x+k);*(x+k)=t; void main() int *p,i,a10; p=a; for(i=0;i10;i+,p+) scanf(“%d“,p); sort(p , 10 ); /* 函数调用，实参为指针变量*/ for(i=0, p=a;i10;i+,p+) printf(“%d“,*p); ,a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9,图4,a 数组,22,四、数组与指针,7.指针和多维数组,多维数组元素的地址,假设有数组定义： int a34;,C语言规定： (1) 二维数组的起始地址为a; (2) 此二维数组由三个行元素组成：a0,a1,a2; (3) 每个行元素又是一个一维数组,包含4个元素： a0 为第一行的起始地址；a0 可用*a表示。 a1 为第二行的起始地址；a1 可用*(a+1)表示。 a2 为第三行的起始地址；a2 可用*(a+2)表示。 (4) 第0行第0列的元素a00的地址为： a0 ，也可用 *a表示。 第0行第1列的元素a01的地址为： a0+1，也可用 *a+1表示。 第0行第2列的元素a02的地址为： a0+2，也可用 *a+2表示。 第0行第3列的元素a03的地址为： a0+3，也可用 *a+3表示。 (5) 第0行第0列的元素a00可表示为： *(a0)，也可用 *(*a)表示。 第0行第1列的元素a01可表示为： *(a0+1),也可用 *(*a+1)表示。 第0行第2列的元素a02可表示为： *(a0+2),也可用 *(*a+2)表示。 第0行第3列的元素a03可表示为： *(a0+3),也可用 *(*a+3)表示。 (6) 第1行第3列的元素a13可表示为： *(a1+3),也可用 *(*(a+1)+3)表示。,把 a 看成一维数组时， 按照前面给出方法 表示一维数组的元素。,23,在C程序中，用两种方法访问字符串： （1）用字符数组存放一个字符串。 （2）用字符指针指向一个字符串。,1.字符串的表示形式,五、字符串与指针,#include void main() char string=“china!“ ; printf(“%sn“,string); ,#include void main() char *string=“china!“ ; printf(“%sn“,string); ,（1）用字符数组存放一个字符串。,（2）用字符指针指向一个字符串。,用字符串常量 初始化字符指针,用字符串常量 初始化字符数组,24,五、字符串与指针