计算机二级C语言程序设计第9讲-1.ppt

第9讲 指 针,指针是语言中的重要概念，也是语言的重要特色。使用指针，可以使程序更加简洁、紧凑、高效。 9.1 指针和指针变量的概念 9.2 指针变量的定义与应用 9.3 数组的指针和指向数组的指针变量 9.4 字符串的指针和指向字符串的指针变量 9.5 返回指针值的函数 9.6 指针数组与主函数main()的形参 9.7 函数的指针和指向函数的指针变量,9.1 指针和指针变量的概念,1.内存地址内存中存储单元的编号 1）计算机硬件系统的内存储器中，拥有大量的存储单元（容量为字节）。 为了方便管理，必须为每一个存储单元编号，这个编号就是存储单元的“地址”。每个存储单元都有一个惟一的地址。 2）在地址所标识的存储单元中存放数据。 注意：内存单元的地址与内存单元中的数据是两个完全不同的概念。,例： int a ；a = 12; 变量 a 内的“内容”（变量值）是12；变量值可由键盘等方法录入 a变量的地址&a,是3000， 变量的地址&a是编译时系统统一编码赋予的。,2.变量地址系统分配给变量的内存单元的起始地址 假设有这样一个程序： main() int num; scanf(“%d“,”时，存取变量num值的方式可以有两种：,(1)直接访问直接利用变量的地址进行存取 1)上例中scanf(“%d”,&num)的执行过程是这样的： 用变量名num作为索引值，检索符号表，找到变量num的起始地址3000；然后将键盘输入的值（假设为12）送到内存单元3000至3003中。此时，变量num在内存中的地址和值，如图9-1所示。 2）printf(“num=%dn“,num)的执行过程，与scanf()很相似： 首先找到变量num的起始地址3000，然后从3000至3003中取出其值，最后将它输出。 （2）间接访问通过另一变量访问该变量的值 语言规定：在程序中可以定义一种特殊的变量（称为指针变量），用来存放其它变量的地址。,例如，假设定义了这样一个指针变量p，它被分配到4000至4003单元，其值可通过赋值语句“p=num；”得到。此时，指针变量p的值就是变量num在内存中的起始地址3000，如图9-2所示(见下一页)。 通过指针变量p存取变量num值的过程如下： 首先找到指针变量p的地址（4000），取出其值3000（正好是变量num 的起始地址）； 然后从3000至3003中取出变量num的值（3）。 （3）两种访问方式的比较 两种访问方式之间的关系，可以用某人甲（系统）要找某人乙（变量）来类比。 一种情况是，甲知道乙在何处，直接去找乙就是（即直接访问）。 另一种情况是，甲不知道乙在哪，但丙（指针变量）知道，此时甲可以这么做：先找丙，从丙处获得乙的地址，然后再找乙（即间接访问）。,main() int num=12; int *p; /* p是专门用于存放其他变量（ num ）地址的变量，（存放整型变量地址）*/ p= ）,p= num的首地址是3000，将num地址装入了指针变量 p,4000 4003,3000,12,p,num,3000 3003 图9-2,p= num的首地址是3000 p指向了（首地址为3000）变量num,4.指针与指针变量 （1）指针即地址（指针变量的值，称为指针，这个值是其他变量的地址） 一个变量的地址称为该变量的指针。通过变量的指针能够找到该变量。 （2）指针变量专门用于存储其它变量地址的变量 指针变量p的值就是变量num的地址。指针与指针变量的区别/关系，就是变量值与变量（名）的区别/关系。 （3）为表示指针变量和它指向的变量之间的关系，用指针运算符“*”表示。 例如，指针变量p与它所指向的变量num的关系，(在上例中)表示为： *p，即*p等价于变量num。而p等价于变量 /*将3赋给指针变量p所指向的变量*/ Return,指针变量的概念 与 小 结 ： 指针：变量a的地址，称为变量a的指针；即 1 . 对指针变量，定义语句中各符号的说明 类型符号“ * ” ：说明p 是指针变量 基类型符号 int ：说明p 存储整型变量的地址。(基类型，用于指针运算时的步长单位，稍后可见) 变量名：p （不要用 “* P”作变量名，符号“*”只是类型说明）。,2 . 对指针变量，引用语句中各符号的说明 常用运算符号： printf(“%d”,* p) /*引用*/ 3. 对于指针变量的符号“*”，出现在不同位置，其作用不同 （1）定义中：“*”说明所定义的变量是指针变量 （2）引用中：“*” 是指针运算符,取指针变量指向的变量的数值,9.2 指针变量的定义与应用,9.2.1 指针变量的定义与相关运算 案例9.1 指针变量的定义与相关运算示例。 /*案例代码文件名：AL9_1.C*/ #include main() int num_int=12, *p_int; /*定义一个指向int型数据的指针变量p_int */ float num_f=3.14, *p_f; /*定义一个指向float型数据的指针变量p_f */ char num_ch=p, *p_ch; /*定义一个指向char型数据的指针变量p_ch */ p_int= AL9_1.C 程序演示,3000,12,p_int,*p_int,3000 3003 图9-2,num_int,4000 4003,程序运行结果： num_int=12, *p_int=12 num_f=3.14, *p_f=3.14 num_ch=p, *p_ch=p 程序说明： （1）头三行的变量定义语句指针变量的定义 与一般变量的定义相比，除变量名前多了一个星号“*” （指针变量的定义标识符）外，其余一样： 基（数据）类型 *指针变量, *指针变量2; 注意：此时的指针变量p_int、p_f、p_ch，并未指向某个具体的变量（称指针是悬空的）。使用悬空指针很容易破坏系统，导致系统瘫痪。,(2)中间三行的赋值语句取地址运算() 取地址运算的格式： 变量 例如，&num_int、&num_f、&num_ch的结果，分别为变量num_int、num_f、num_ch的地址。 注意：指针变量只能存放指针（地址），且只能是相同类型变量的地址。 例如，指针变量p_int、p_f、p_ch，只能分别接收int型、float型、char型变量的地址，否则出错。 （3）后三行的输出语句指针运算（*） 使用直接访问和间接访问两种方式，分别输出变量num_int、num_f、num_ch的值。 注意：这三行出现在指针变量前的星号“*”是指针运算符，访问指针变量所指向的变量的值，而非指针定义标识符。,理解：如果已定义point1是指向变量a的指针变量， ( int a=12, *point1; point1 = 3、 （*point1)+： 即a+ *point1+：等价 *(point1+),案例9.2 使用指针变量求解：输入2个整数，按升序（从小到大排序）输出。 /*案例代码文件名：AL9_2.C*/ main() int num1,num2; int *num1_p= AL9_2.C 程序演示,程序运行情况： Input the first number:9 Input the second number:6 num1=9, num2=6 min=6, max=9 num1=9, num2=6 程序说明： （1）第5行的if语句 如果*num1_p*num2_p （即num1num2），则交换指针，使num1_p指向变量num2（较小值），num2_p指向变量num1（较大值）。 （2）printf(“min=%d, max=%dn”, *num1_p, *num2_p); 语句：通过指针变量，间接访问变量的值。,9.2.2 指针变量作函数参数 1.指针变量，既可以作为函数的形参，也可以作函数的实参。 2.指针变量作实参时，与普通变量一样，也是“值传递”，即将指针变量的值（一个地址）传递给被调用函数的形参（必须是一个指针变量）。 注意：被调用函数不能改变实参指针变量的值，但可以改变实参指针变量所指向的变量的值。 案例9.3 使用函数调用方式改写案例9.2，要求实参为指针变量。 /*案例代码文件名：AL9_3.C*/ /*/ /*exchange()功能：交换2个形参指针变量所指向的变量的值 */ /*形参：2个，均为指向整型数据的指针变量 */ /*返回值：无 */ /*/,void exchange(int *pointer1, int *pointer2) int temp; temp=*pointer1, *pointer1=*pointer2, *pointer2=temp; /*主函数main()*/ main() int num1,num2; int *num1_p= AL9_3.C 程序演示,案例9.3 与案例9.2的主要区别是 通过函数exchange()的调用，交换2个形参指针变量所指向的变量的值 。 功能： /*在函数exchange()的调用中，实参把地址传给形参，形参指针变量所指向的（变量）存储单元地址与实参指针变量所指向的（变量）存储单元地址是同一单元。 其效果是：交换2个形参指针变量所指向的变量的值 ，实参指针变量所指向的变量的值 也随之交换。 原因是：实参、形参指向的是同一地址单元,num2_p,&num 2,pointer2,&num 2,num2,6,num1_p,&num 1,pointer1,&num 1,num 1,8,函数的调用时，把实参指针变量的值(地址)，传给了形参指针变量 ，形、实二者指向的是同一地址单元：,-图 9-5-,调用函数exchange()之前、之时、结束时和结束后的情况，如图所示(见前一页)。 形参指针变量pointer1（指向变量num1）和pointer2（指向变量num2），在函数调用开始时才分配存储空间，函数调用结束后立即被释放。 虽然被调用函数不能改变实参指针变量的值，但可以改变它们所指向的变量的值。,9.3 数组的指针和指向数组的指针变量,9.3.1 概述 1.概念 数组的指针数组在内存中的起始地址，数组元素的指针数组元素在内存中的起始地址。 2.指向数组的指针变量的定义 指向数组的指针变量的定义，与指向普通变量的指针变量的定义方法一样。 例如，int array10, *pointer=array(或 注意：数组名代表数组在内存中的起始地址（与第1个元素的地址相同），所以可以用数组名给指针变量赋值。,3.数组元素的引用 数组元素的引用，既可用下标法，也可用指针法。使用下标法，直观；而使用指针法，能使目标程序占用内存少、运行速度快。 9.3.2 通过指针引用数组元素 如果有“ int a 10,*p=a ;” ，则： （1）p+i和a+i都是数组元素a i的地址，如图9-6（见下一页）所示。 实际地址为p+i*d，d为每个数组元素所占的字节数。 （2）*(p+i)和*(a+i)就是数组元素a i。实际上，在编译时，对数组元素a i就是处理成*(a+i)。 （3）指向数组的指针变量，也可将其看作是数组名，因而可按下标法来使用。例如，p i等价于*(p+i)。 注意：p+1指向数组的下一个元素，而不是简单地使指针变量p的值+1。其实际变化为p+1*size(size为一个元素占用的字节数）。 例如，假设指针变量p的当前值为1000，则p+1为1000+1*4=1004，而不是1001。如图9-6（见下一页）所示,元素起始地址 a0 1000 a1 1004 a2 1008 a3 1012 a i 1016 a5 1020 a6 1024 a7 1028 a8 1032 a9 1036,a 数组,如果有“ int a 10,*p=a ;” ，则： （1）p+i和a+i都是数组元素a i的地址，如图所示。 实际地址为p+i*d，d为每个数组元素所占的字节数。 （2）*(p+i)和*(a+i)就是数组元素a i。实际上，在编译时，对数组元素a i就是处理成*(a+i)。 （3）指向数组的指针变量，也可将其看作是数组名，因而可按下标法来使用。例如，p i等价于*(p+i)。（有条件:p=a ;)等价元素a i 。,p 1000,p +1, a+1,图9-6,案例9.5 使用指向数组的指针变量来引用数组元素。 /*案例代码文件名：AL9_5.C*/ /*程序功能：使用指向数组的指针变量来引用数组元素*/ #include main() int array10, *p=array, i; printf(“Input 10 numbers: ”); for(i=0; i10; i+) scanf(“%d”, p+i); /*使用指针变量来输入数组元素的值*/ printf(“array10: ”); for(i=0; i10; i+) printf(“%d ”, *(p+i); /*使用指向数组的指针变量输出数组元素的值*/ printf(“n”); AL9_5.C 程序演示 程序运行情况： Input 10 numbers: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 array10: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9,说明： （1）指针变量的值是可以改变的，所以必须注意其当前值，否则容易出错。 （2）指向数组的指针变量，可以指向数组以后的内存单元，虽然没有实际意义。 （3）对指向数组的指针变量（px和py）进行算术运算和关系运算的含义 1）可以进行的算术运算，只有以下几种： pxn, px+/+px, px-/-px, px-py pxn：将指针从当前位置向前（+n）或回退（-n）n个数据单位，而不是n个字节。显然，px+/+px和px-/-px是pxn的特例（n=1）。 px - py：两指针变量的值之差，其意义是两指针之间的数据（数组元素的）个数，而不是指针的地址之差。,思考题： 若有以下定义和语句，且0i10，则对数组元素的错误引用是: int a=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10， int *p=a，i； A *(a+i) B ap-a C p+i D *(&ai),2）关系运算 表示两个指针所指地址之间、位置的前后关系：前者为小，后者为大。 例如，如果指针px所指地址在指针py所指地址之前，则px py的值为1。 9.3.3 再论数组名作函数参数 数组名作形参时，接收实参数组的起始地址；作实参时，将数组的起始地址传递给形参数组。 引入指向数组的指针变量后，数组及指向数组的指针变量作函数参数时，可有种等价形式（本质上是一种，即指针数据作函数参数）： （1）形参、实参都用数组名 （2）形参、实参都用指针变量 （3）形参用指针变量、实参用数组名 （4）形参用数组名、实参用指针变量,2007年4月,1、 有以下程序 void f(int *q) int i=0; for( ; i5;i+)(*q)+; main() int a5=1,2,3,4,5,i; f(a); for(i=0;i5;i+)printf(“%d,”,ai); 程序运行后的输出结果是( ) A)2,2,3,4,5, B)6,2,3,4,5, C)1,2,3,4,5, D) 2,3,4,5,6,2007年4月,2、以下程序的输出结果是 _ int fun(int*x, int n) if(n=0) return x0; else return x0+fun(x+1,n-1); main() int a=1,2,3,4,5,6,7; printf(“%dn”,fun(a,3); ,10,2007年9月,1、若在定义语句：int a,b,c,*p=,2007年9月,2、有以下程序 #include void fun(int *a, int n)/*函数功能是将a所指数组元素从大到小排序*/ int t,i,j; for(i=0;in-1;i+) for(j=i+1;jn;j+) if(aiaj) t=ai;ai=aj;aj=t; main() int c10=1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,i; fun(c+4,6); for (i=0;i10;i+) printf(“%d,“,ci); printf(“n“); 程序运行的结果是 A)1,2,3,4,5,6,7,8,9,0, B)0,9,8,7,6,5,1,2,3,4, C)0,9,8,7,6,5,4,3,2,1, D)1,2,3,4,9,8,7,6,5,0,2007年9月,3、有以下程序 #include void fun(int n, int *p) int f1,f2; if(n=1|n=2) *p=1; else fun(n-1, 程序的运行结果是 A)2 B)3 C)4 D)5,2008年4月,1、以下定义语句中正确的是 A)int a=b=0; B)char A=65+1,b=b; C)float a=1,*b= 程序运行的结果是 A)y=0 B)y=1 C)y=2 D)y=3,2008年4月,3、有以下程序 #include void fun(int *s, int n1, int n2) int i, j, t; i=n1; j=n2; while(ij)t=si; si=sj; sj=t; i+; j-; main() int a10=1,2,3,4,5,6,7,8,9,0, k; fun(a,0,3); fun(a,4,9); fun(a,0,9); for(k=0;k10;k+) printf(“%d“,ak); printf(“n“); 程序运行得结果是 A)0987654321 B)4321098765 C)5678901234 D)0987651234,2008年4月,4、以下程序的输出结果是【 3 5 】。 #include void swap(int *a, int *b) int *t; t=a; a=b; b=t; main( ) int i=3, j=5, *p= ,2008年4月,5、以下程序的输出结果是【 4 】。 #include main( ) int a5=2,4,6,8,10, *p; p=a; p+; printf(“%d“,*p); ,2008年9月,1、若有定义语句：double x5=1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,*p=x;则错误引用x数组元素的是 A)*p B)x5 C)*(p+1) D)*x 2、以下程序的输出结果是【9】 #include main( ) int j, a =1,3,5,7,9,11,13,15, *p=a+5; for(j=3; j; j-) switch(j) case 1: case 2: printf(“%d“,*p+); break; case 3: printf(“%d“,*(-p); ,9 9 11,2008年9月,3、以下程序的输出结果是【10】 #include #define N 5 int fun( int *s, int a, int n) int j; *s=a; j=n; while(a!=sj) j-; return j; main() int sN+1; int k; for(k=1;k=N;k+) sk=k+1; printf(“%dn“,fun(s,4,N); ,3,2009年3月,1、若有定义语句:double x,y,*px,*py;执行了px=,2009年3月,2、 有以下程序 #include void fun(int *a, int *b) int *c; c=a; a=b; b=c; main() int x=3,y=5,*p= 程序运行后输出的结果是 A)3,5,5,3 B)3,5,3,5 C)5,3,3,5 D)5,3,5,3,2009年3月,3、有以下程序 #include void f(int *p, int *q); main( ) int m=1, n=2, *r= 程序运行后的输出结果是 A)1,3 B)2,3 C)1,4 D)1,2,2009年3月,4、以下函数按每行8个输出数组中的数据 #include void fun(int *w, int n) int i; for(i=0;in;i+) _ printf(“%d “,wi); printf(“n“); 下划线出应填入的语句是 A)if(i/8=0) printf(“n”); B)if(i/8=0) continue; C)if(i%8=0) printf(“n“); D)if(i%8=0) continue;,2009年3月,5、若有以下定义 int x10,*pt=x; 则对数组元素的正确引用是 A)*&x10 B)*(x+3) C)*(pt+10) D)pt+3,2009年3月,6、有以下程序 #include int b=2; int fun(int *k) b=*k+b; return (b); main() int a10=1,2,3,4,5,6,7,8, i; for(i=2;i4;i+) b=fun( 程序运行后的输出结果是 A)10 12 B)8 10 C)10 28 D)10 16,2009年9月,1、有以下程序 #include main( ) int m=1,n=2,*p= 程序运行后的输出结果是 A)1,2,1,2 B)1,2,2,1 C)2,1,2,1 D)2,1,1,2,9.3.4 2维数组的指针及其指针变量 1. 2维数组的指针 假设有如下数组定义语句： int a34=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23; （1）从2维数组角度看，数组名a代表数组的起始地址， 是一个以行为单位进行控制的行指针： a+i：行指针值，指向2维数组的第i行。 *(a+i)：等价于ai，（列）指针值，指向第i行第列（控制由行转为列，但仍为指针）。 *(*(a+i)：数组元素ai0的值。 用a作指针访问数组元素aij的格式： *(*(a+i)j) 注意：行指针是一个级指针，如图所示。 （2）从1维数组角度看，数组名a和第1维下标的每一个值， 共同构成一组新的1维数组名a0、a1、a2，它们均由4个元素组成。,a0,a0+1,a0+3,语言规定：数组名代表数组的地址，所以ai是第i行1维数组的地址， 它指向该行的第0列元素，是一个以数组元素为单位进行控制的列指针： ai+j：（列）指针值，指向数组元素aij。 *(ai+j)：数组元素aij的值。 如果有“int a34,*p=a0；”，则p+1指向下一个元素，如图所示。 用p作指针访问数组元素aij的格式： *(p+(*每行列数+j) ) 2.行指针变量指向由n个元素组成的一维数组的指针变量 (1)定义格式 数据类型 (*指针变量)n; 注意：“*指针变量”外的括号不能缺，否则成了指针数组数组的每个元素都是一个指针指针数组（本章第6节介绍）。 (2)赋值 行指针变量 2维数组名 | 行指针变量;,案例9.6 使用行指针和列指针两种方式输出2维数组的任一元素。 （1） 使用行指针 /*案例代码文件名：AL9_6_1.C*/ /*程序功能：使用行指针输出2维数组的任一元素*/ main() int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; int (*pointer)4, row, col; pointer=a; printf(“Input row = ”); scanf(“%d”, 程序运行情况： Input row = 1 Input col = 2 array12 = 7 思考题：本题也可以直接使用数组名a作指针，应如何修改？,（2）使用列指针 /*案例代码文件名：AL9_6_2.C*/ /*程序功能：使用列指针输出2维数组的任一元素*/ main() int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; int *pointer, row, col; /*定义一个(列)指针变量pointer*/ pointer=a0; /*给(列)指针变量pointer赋值*/ printf(“Input row = ”); scanf(“%d”, 程序演示,3. 2维数组指针作函数参数 一维数组的地址可以作为函数参数传递，多维数组的地址也可以作为函数参数传递。在用指针变量作形参以接受实参数组名传递来的地址时，有两种方法：用指向变量的指针变量 用指向一维数组的指针变量。,2008年9月,1、有以下程序 #include int fun( int (*s)4, int n, int k) int m, i; m=s0k; for(i=1;im) m=sik; return m; main() int a44=1,2,3,4,11,12,13,14,21,22,23,24,31,32,33,34; printf(“%dn“,fun(a,4,0); 程序的运行结果是 A)4 B)34 C)31 D)32,9.3.5 动态数组的实现 在程序运行过程中，数组的大小是不能改变的。这种数组称为静态数组。静态数组的缺点是：对于事先无法准确估计数据量的情况，无法做到既满足处理需要，又不浪费内存空间。 所谓动态数组是指，在程序运行过程中，根据实际需要指定数组的大小。 在C语言中，可利用内存的申请和释放库函数，以及指向数组的指针变量可当数组名使用的特点，来实现动态数组。,动态数组的本质是：一个指向数组的指针变量。 案例9.7 动态数组的实现。 /*案例代码文件名：AL9_7.C*/ /*程序功能：实现动态数组*/ #include #include main() int *array=NULL, num, i