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第9章 指 针,特 点,能直接对内存地址操作, 使用灵活,实现动态存储管理,可以使程序简洁、紧凑、高效,用间接访问的方式改变数据的逻辑顺序,调用函数时可实现变量的引用传递,地址和指针的概念,变量的地址和变量的值,int i=3; float j=6; double k=9;,3,6.0,9.0,变量i,变量j,变量k,2200,2206,2202,2214,程序中定义的变量, 系统根据它的 类型给它分配一定长度的内存单元, 该内存单元的起始地址即为变量的地址。,该内存单元的内容就是变量的值。,直接访问和间接访问,直接访问：,用变量名直接从它对应的地址存取内容。,如: int x=5,y=8,z=0; z =x+y;,13,直接从 x 和 y 对应的地址2200和2202 取出内容5和8然后相加将结果13存入 变量 z 对应的地址2204的单元中。,间接访问,定义一个存放地址的变量p (p的地址1500), 将x的地址 2200存放在变量 p 中。通过 变量p取出地址2200, 再按此 地址存取其中的内容, 就间接 的完成了对x的存取。,当p的内容改为2202时, 通过 变量p取出地址2202, 再按此 地址, 存取的就是变量y的内 容。,p就是指针变量,5,8,0,变量x,变量y,变量z,2200,2202,2204,2202,指针变量的定义,一般形式:,基类型名 *指针变量名,说明:,基类型名: 指针变量所指向的变量的类型名称,指针变量名: 所定义的指针变量的名称,*: 表示它后面的变量名是指针类型,功能:,(1)定义该指针变量名为指向基类型的指针变量,为 该变量分配存储单元, 其长度等于存储地址的字节数。,(2) 基类型确定用指针变量“间接”存取数据的存储单 元个数和存储形式。该变量只能指向基类型数据。,指针变量的初始化,用 =&变量名 来给指针变量赋初值。选项中的变量名必须 是已定义过的,其类型必须与基类型一致。表示将它对应的地 址值赋给所定义的指针变量。,例如: int x,p=,int x,*p=,int x; float *p=,可以用赋值语句给指针变量赋值：,float y, *py; py=,指针变量的引用,引用指针变量的指针值与引用其它 类型的变量一样直接用它的变量名,引用指针变量所指向的变量时, 用“*指针变量名”,注意： 指针变量的值与它所指向变量的值之间的差别,指针变量只有正确赋值后才能通过它访问指向的变量。,int x;,p=,int *p;,*p,*p=5;,5,指针变量的运算,1. &: 取地址运算符, 取右边变量的地址,2. * : 指向运算符(间接访问运算符), 访问指针变量右边所指向的变量。,&a是变量a的地址,*p 是指针变量p指向的变量。,说明: “&”和“*”都是单目运算符, 它们的优先级 相同, 按自右而左方向结合。,如果已定义 float a, *p=,则 *p,是变量 a,&*p,是变量a的地址 p,&*p,等价于 p,而 &a,是变量a的地址 p,*&a,是p所指向的变量 a,*&a,等价于a,注意,(1). 指针变量定义和引用指向变量的“*”含义有差别。,(2).不能引用没有赋值的指针变量,不要误认为p定义后 变量*p就已存在,必须给p正确赋值后,变量*p才存在。,(3).p= 是给p指向的变量 赋值。两者含义完全不同。,(4).给指针变量赋值必须用同类型的指针。,(5).指针变量只存放地址, 地址值是无符号整数, 但不能直 接用整型量(或其它非地址量)赋值给指针变量。,int *p1=2200;,给变量赋值的两种方法,1. 直接访问用变量名,如: int i; i=5；,2. 间接访问通过指向变量i的地址的指针变量 p 赋值,如：int i, *p; p=,取地址运算符&和指向运算符*的应用,main( ) int m, n; int *p= ,运行结果: Input m,n: 123 456 m=123 &m=FFD6 *p=123 p=FFD6 n=456 &n=FFD8 *q=456 q= FFD8,printf(“min=%d, max=%dn“,*p1,*p2); ,main( ),运行结果: min=6, max=8,例：通过交换指针变量值按大小顺序输出,指针变量作为函数的参数,以指针类型为函数的参数,作用是将变量的地址传入函数。,int x,y; int *pt1;*pt2;,x=8;y=6;,pt1=,if (xy) swap(pt1,pt2);,printf(“x=%d, y=%dn“,x,y);,swap(int *p1,int *p2),p=*p1;,*p1=*p2;,*p2=p;, int p;,8, main() ,6,8,运行结果: x=6, y=8,int x,y; int *pt1;*pt2;,x=8;y=6;,pt1=,if (xy) swap(pt1,pt2);,swap(int *p1,int *p2),p=*p1;,*p1=*p2;,*p2=p;, int p;,printf(“x=%d, y=%dn“,x,y);,指针与数组,C语言中规定数组名是指针类型的符号常量, 该符号常量值等于数组首元素的地址 ( 简称数 组首地址) ,它的类型是指向数组元素的指针类型。 即数组名是指向该数组首元素的指针常量。,指向数组元素的指针,1.定义指向数组元素的指针变量,定义指向数组元素的指针变量与定义指向变量的指针变量的 方法相同.如:,int a10; int *p; p=,由于数组名是指向0号元素的指针类型符号常量, 所以a与&a0相等。,p= 两句等价,p=a不是把a的各元素赋给p,注意数组名与指针变量的区别,指针运算,指针变量可以加减一个整数,两个同类型指针可以 相减 得到一个整数。指针变量每增减1, 地址值增减量等于所指向 的变量类型的字节数sizeof(type), 将它称作地址步进单位d。 当指针变量指向数组元素时, 指针变量每加减1,表示指针前 后移动1个元素, 地址值增减d。,如: int a10,*p; p=a; p+; p+=3;,注意: 指针变量的运算顺序。,+*p,*p+,*(+p),(*p)+ 四者之间的差别：,+*p,先给p指向的变量加1,然后取其值,(*p)+,先取p指向的变量值, 然后该变量值加1,*p+,取p所指向变量的值, 然后p增1,*+p,P先增1, 然后取p所指向变量的值,main() int a4=1,2,3,4,b,c,d,e; int *p=a; b=*p+; printf(“n%d,%d,”,b,*p); c=*+p; d=+*p; printf(“%d,%d”,c,d); ,运行结果 1,2,3,4,通过指针引用数组元素,在 int a10,*p=a; 定义的情况下:,(1) p+i或a+i就是ai的地址。都要进行a+id的运算。,(2) *(p+i)或*(a+i)就是p+i或a+i所指向的数组元素ai。 数组元素中的 “ ” 是变址运算符, 相当于*( + ) , ai 相当于*(a+i)。,(3) 指向数组元素的指针变量也可带下标, 如 pi与*(p+i)等价。 所以, ai,*(a+i) ,pi,*(p+i) 四种表示法全部等价。,(4) 注意p与a的差别,p是变量a是符号常量,不能给a赋值, 语句a=p; a+; 都是错的。,a,引用数组元素可用: 1)下标法,如ai,pi。 2) 指针法,如*(p+i)或*(a+i),其中p是指向数组a的元素的指针变量。,main( ) int a10; int *p,i; for(p=a;p(a+10);p+) scanf(“%d“, p); printf(“n“); for(i=0;i10;i+) printf(“%d“, ai); , for(i=0;i10;i+) printf(“%d“, *(a+i); p=a; /*不能省略*/ for(i=0;i10;i+,p+) printf(“%d“, *p); for(p=a;p(a+10);p+) printf(“%d“,*p);,例.输入/输出数组全部元素,用字符型指针访问字符数组和字符串,【例9.5】用字符型数组名和字符指针变量 两种方法整体输入/输出字符串。,main() char s81=“Hello!“,*p=s; char *ps=“Welcome to you!“; printf(“%sn“,s); printf(“%sn“,ps); gets(s); printf(“%sn“,s); gets(p); printf(“%sn“,s); ,字符指针变量和字符数组的区别,(1) 存储的内容不同:,字符数组存储着字符串的内容, 而字符指针变量 存放的是字符串首元素的地址,不是它的内容。,(2) 分配的内存单元不同:,字符数组分配一段有确定地址的内存。而指针变 量只分配存放地址的内存单元,该指针变量可以 指向一个字符型数据,但若未赋初值,则它并未指向 一个明确的地址。此时它指向的变量并不存在。,(3) 赋值方法不同:,对字符数组只能在定义时整体赋初值, 不能用赋值语句 整体赋值。赋值语句只能对各个元素分开赋值。,如: char s16; s=“I am a student.“;,char s16=“I am a student.“;,对字符指针变量, 可以采用下面方法赋值: char *p; p=“I am a student.“;,(4) 指针变量的值是可以改变的, 字符数组名是地址常量其值是不能改变的。,数组或指针变量作函数参数,如: main( ) f(int a , int n) int array10; . . . . . . f(array,10) . . . ,由于数组名代表首地址,能接收并存放地址值的只能 是指针变量。故编译系统将形参数组名作为指针变量 来处理。例中函数首部 f(int a , int n) 可写成 f(int *a, int n) 两种完全等价。,归纳起来,如果有一个数组,想在被调用的函数中 改变其元素的值,实参与形参的对应关系有以下四种:,(1).实参和形参都用数组名。 (2).实参用数组名, 形参用指针变量。 (3).实参用指针变量, 形参用数组名。 (4).实参和形参都用指针变量。,实质都是地址值的传递,【例9.7】通过调用函数, 将整型数组的所有元素 加10。参数传递用四种方法实现。,void add(int b , int n) int i; for(i=0; in; i+) bi+=10; main( ) int i, a10= 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10; add(a,10); for(i=0; i10; i+) printf(“%4d“,ai); ,void add(int *p, int n) int *pend=p+n; for(; ppend; p+) *p+=10; main( ) int i, a10= 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10; add(a,10); for(i=0; i10; i+) printf(“%4d“,ai); ,void add(int b , int n) int i; for(i=0; in; i+) bi+=10; main( ) int i, a10= 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10; int *q=a; add(q,10); for(i=0; i10; i+) printf(“%4d“,ai); ,void add(int *p, int n) int *pend=p+n; for(; ppend; p+) *p+=10; main( ) int i, a10= 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10; int *q=a; add(q,10); for(i=0; i10; i+) printf(“%4d“,ai); ,用字符数组或指针做函数参数传递字符串,将字符串从一个函数传递到另一个函数, 可以用地址传递的方法, 即用字符数组名 或用字符指针变量作参数。在被调用的函 数中可以改变字符串中的内容, 在主调函数 中可以得到改变了的字符串。,【例9.8】 字符串复制函数主要功能的实现。,(1)用字符数组作参数,void strcpy(char s1 ,char s2 ) int i=0; while(s2i!=0) s1i=s2i; i+; s2i=0; main( ) char a20=“I am a teacher.“; char b =“you are a srudent.“; printf(“string a=%sn string b=%sn“,a,b); strcpy (a,b); printf(“n string a=%sn string b=%sn“,a,b); ,（2）形参用字符指针变量。,程序如下： void strcpy(char *s1, char *s2) for( ; *s2!=0; s2+, s1+) *s1=*s2; *s1=0; main( ) char a20=“I am a teacher.“; char *b=“you are a srudent.“; printf(“string a=%sn string b=%sn“,a,b); strcpy(a,b); printf(“n string a=%sn string b=%sn“,a,b); , while( *s1=*s2)!=0 ) s1+; s2+; *s1=0; , while( *s2!=0 ) *s1+=*s2+; *s1=0; , while( *s2 ) *s1+=*s2+; *s1=0; , while( *s1+=*s2+)!=0 ) , while( *s1+=*s2+ ) ,多维数组和指向分数组的指针,多维数组的地址,以二维数组为例,设二维数组a有3行4列。 int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,a是数组名, a数组有3行, 即3个分数组:a0,a1,a2。 每个分数组又是含4个列元素的一维数组 。,2000,基类型,行指针 与列指针,a23 *(a2+3) *(*(a+2)+3),+3,+2,+1,+0,a0,a0,a0,a0,*(a+0),*(a+0),*(a+0),*(a+0),+3,+2,+1,+0,a1,a1,a1,a1,*(a+1),*(a+1),*(a+1),*(a+1),注意,a+1与a0+1不同 a+1是a第1行分数组地址 *(a+1)是第1行数组名 *(a+1)是元素a10 a0是第0行分数组名 a0+1是元素a01 地址 *(a0+1)是元素a01,形式 含义 内容 a ,&a0 二维数组名,0行分数组地址 1000 a0,*(a+0),*a ,&a00 0行一维数组名,0行0列元素地址 1000 a0+1,*a+1,&a01 0行1列元素地址 1002 a+1,&a1 1行一维数组首地址 1008 a1,*(a+1) ,&a10 1行一维数组名,1行0列元素地址 1008 a1+3,*(a+1)+3,&a13 1行3列元素地址 1014 *(a2+3),*(*(a+2)+3),a23 2行3列元素 12 注意: a和a0的地址均为1000但不等价,a+1和a0+1不等。,指向多维数组的指针,1.指向多维数组元素的指针,例：用指针变量输出数组元素的值。 main( ) int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; int *p; for (p=a0;pa0+15;p+) if(p-a0)%5=0) printf(“n“); printf(“%4d“,*p); ,定义形式： 数据类型 (*指针名)一维数组维数;,一维数组指针变量维数和二维数组列数必须相同。,例：int a34, (*p)4=a;,2.指向分数组的指针,p0+1,p,或*p+1,p1+2,p+1,或*(p+1)+2,p+2,int a34; int (*p)4=a;,例：用指向二维数组的分数组的指针变量，按行输出。 main( ) int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; int *q,(*p)4; for(p=a;pa+3;p+) for(q=*p;q*p+4;q+) printf(“%5d“,*q); printf(“n“); ,注意: int (*p)5; 表示p是一个指针变量,可以指向含有5个元素的一维数组，其中每个元素都是整型的。 如果定义为 int *p5; 由于 “ ” 优先级高, 则表示p首先是数组,它有5个元素, 每个元素为指向整型变量的指针。,用多维数组名和指针变量作函数参数,(1)用多维数组名作实参或形参。,如: f(int a 4, int n);,(2)用指向元素的指针变量作实参或形参。,如: f1(int *p);,(3)用指向分数组的指针变量作函数参数。,如:f2(int (*q)4, int m);,【例9.16】 用两个二维数组存储矩阵，调用函数求两个 矩阵之差，差矩阵存放在第一个实参数组中，用指向分数 组的指针变量作形参。矩阵输出也用函数实现。,#define N 4 sub(int (*p1)N,int (*p2)N,int m) int *q1,*q2,(*u)N; u=p1+m; for(;p1u;p1+,p2+) for(q1=*p1,q2=*p2;q1*p1+N;q1+,q2+) *q1-=*q2; print(int (*p)N,int m) int *q,(*u)N; u=p+m; for(;pu;p+) for(q=*p;q*p+N;q+) printf(“%6d“,*q); printf(“n“); printf(“n“); main() int i,j,a N=1,2,3,4,5,6,7,8 ; int b N=10,20,30,40,50,60,70,80; print(a,2); print(b,2); sub(b,a,2); print(b,2); ,指针数组,如果每个数组元素均为指针类型的变量，即数组元 素的类型是指针类型，则称这样的数组为指针数组。,一维指针数组的定义形式为： 基类型名 *数组名 数组长度 =地址初值列表,例如： int i,j,k,m,n; int *q5=,main() char a =“Program“; char b =“Fortran“; char c =“Basic“; char *p4; p0=a; p1=b; p2=c; p3=NULL; ,char *p4,0,或: main() char *p4; p0= “Program“; p1= “Fortran“; p2= “Basic“; p3=NULL; ,初始化: main() char *p =“Program“, “Fortran“, “Basic“,NULL; ,用指针数组处理多个字符串,例：将5个字符串递增排序后输出。 #include #include main() char *pccolor =“red“, “blue“, “yellow“, “green“, “purple“; int n=5; printf(“Before sorting is:n“); OutPut(pcolor,n); Sort(pcolor,n); printf(“After sorting is:n“); OutPut(pcolor,n); ,void Sort(char *a , int n) int i,j,k; char *t; for(i=0;in-1;i+) for(j=i+1;jn;j+) k=j; if(k!=i) t=ai; ai=ak; ak=t; ,if(strcmp(ak,aj)0),void OutPut(char *a ,int n) int i; for(i=0;in;i+) printf(“%sn“,ai); ,排 序 前,排 序 后,指向指针的指针(二级指针),指针变量中存放一级指针变量的地址,例 int *p1; int *p2; int i=3; p2=,二级指针,一级指针,目标变量,二级间接寻址,&p2,&i,5,3,用指向指针的指针访问指针数组,通过指针变量来访问指针数组的元素，就必须定义 指向指针的指针变量。用所定义的指向指针的指针 变量来指向指针数组的各元素，进行间接访问。若 要通过该指针变量来访问指针数组元素所指向的变 量的内容，则需要进行两次间接访问。,【例9.10】 指针数组的各元素指向整型数据的简单实例,main() static int s5=10,20,30,40,50; int *q5= ,指针数组作main( )函数的形参,C语言规定，main() 函数形参是固定的，第一个形参为 整型，它接收实参的个数，第二个形参为字符指针数组， 它的各元素分别接收命令行输入的各字符串的首地址。,例如：main(int argc,char *argv ),形参argc接收实参的个数， 字符指针数组argv接收各字符串的首地址。,它的一般形式为： 命令名 参数1 参数2 参数n-1,【例9.11】编写源程序show.c，在命令行输入show和 若干个字符串后，顺序分行显示这些字符串。,show.c 的程序如下： main(int argc,char *argv) int i; for(i=1;iargc;i+) printf(“%sn“,argvi); ,改写为： main(int argc,char *argv) while(-argc0) printf(“%sn“,*+argv); ,【例9.12】 编写程序echo.c，实现操作系统中的echo命令， echo命令是将后面所带的参数原样显示出来。它与上例相似 但不分行，所带的参数都显示在同一行。,main(int argc,char *argv) while(-argc0) printf(“%s%c“,*+argv,(argc1)? :n); ,在操作系统命令行状态下输入： echo Welcome to you ! ,执行后输出以下信息： Welcome to you !,【例9.18】实现系统提供的字符串复制函数strcpy()的全部功能。,char *strcpy(char *s1,char *s2) char *p=s1; while(*s1+=*s2+); return(p); main() char s20; printf(“%sn“,strcpy(s,“Welcome to you!“); ,结构体与指针,指向结构体变量的指针,结构体指针变量的定义： struct 结构体名 * 指针变量名； 例如： struct student *pt=,struct student int num; char name20; char sex; int age; stu;,使用结构体指针变量引用成员形式,(*结构体指针名).成员名,结构体指针名-成员名,结构体变量名.成员名,struct student int num; char name20; char sex; int age; stu; struct student *p=,(*p).num,p-num,stu.num,p=&stu.num,例:结构体指针的使用,#include #include struct student int num; char name20; char sex; int age; ; main() struct student stu, *p; p= ,例:结构体数组指针的使用,struct student int num; char name20; char sex; int age; stu3= 10101, “Li Lin“,M,18, 10102,“Zhang Fun“,M,19, 10103,“Wang Min“,F,20; main() struct student *p; for(p=stu;pnum,p-name, p-sex,p-age); ,10101,Li Lin,M,18,10102,Zhang Fun,M,19,10103,Wang Min,F,20,结构体指针作函数参数,用结构体变量的成员作参数-单值传递 用结构体变量作参数-多值传递 用指向结构体变量或数组的指针作参数 -地址传递。,【例9.17】 采用“引用传递”的方式，用指向结构体 的指针变量作参数，在input函数中输入并计算平均成 绩，在main函数输出。,#define N 4 #include #define FMT “%5d %-11s%5d%8d%8d%10.1fn“ struct st int num; char name11; int s3; float aver; ; void input(struct st *p) scanf(“%d%s%d%d%d“, ,指针与链表,链表可以动态的进行存储分配,head: 头指针,存放一个地址,指向链表中的第一个元素.,每一个元素称为一个“结点”,每个结点都包括两部分:,1.用户需要的实际数据;,2.下一个结点的地址.,表尾: 它的地址部分放一个“NULL”,链表到此结束.,可用结构体类型的变量来存储链表中的结点元素.,每一个结点中存放地址的部分可用指针来实现.,例: struct student int num; float score; struct student *next; ;,简单静态链表,# define NULL 0 struct student long num; float score; struct student *next; ; main( ) struct student a,b,c,*head,*p; a.num=9901; a.score=89.5; b.num=9903; b.score=90; c.num=9905; c.score=85; head= ,9901,89.5,9903,90,9905,85,&a,&b,&c,NULL,&a,&b,&c,NULL,动态链表,处理动态链表所需的函数,1. malloc 函数,void *malloc (unsigned int size);,作用是: 在内存的动态存储区分配一个长度为size的连续空间,原型说明在“stdlib.h”头文件和“alloc.h”头文件中,2.calloc函数,void *calloc(unsigned n,unsigned size);,作用是: 在内存的动态区分配n个长度为size的连续空间.,3. free函数,void free(void *p);,作用是: 释放由p指向的内存区.,typedef struct Node int data； struct Node *next； Node；,链表的插入操作,s-next=pre-next;,pre-next=s;,顺序可以 颠倒吗？,void InsList(Node *L,int i,int e) Node *pre,*s; int k=0; pre=L; while(pre!=NULL ,链表的删除操作,pre-next=pre-next-next;,free(r);,void DelList(Node *L,int i) Node *pre,*r; pre=L; int k =0; while(pre-next!=NULL ,建立动