《C语言综合实验》1数组与指针.ppt

1 C语言综合实验 谢颂华whxiesonghua 2 C语言综合实验 指针与数组构造数据类型链表 3 指针与数组基本概念变量的指针和指针变量指针和数组指针和字符串指针函数和函数的指针指针数组例题讲解 4 主要内容指针的引用和运算方法数组 函数和字符串与指针的关系学习难点指针变量的引用指针作为函数参数的运用 5 基本概念 内存 内部存储器 是由存储单元组成的 特点 存储单元是线性连续 存储单元的最小单位是字节 1 内存的概念 6 地址 为了访问内存中的某个存储单元 我们要为它编号 这种编号称为内存地址 通过地址就能够访问该地址所标识的存储单元 内存单元的地址和内存单元的内容的区别 2 地址的概念 inti j k i 3 j 5 i j k 7 变量的地址 变量在内存中占用几个连续的字节 开始字节的地址 就是变量的地址 2007 变量的指针 一个变量的地址称为该变量的指针 指针是内存地址的别名 指针变量 若一个变量专用于存放另一个变量的地址 指针 则该变量称为指针变量 特殊性 指针变量的存储单元存放的不是普通数据 而是地址 注意区分 指针 和 指针变量 这两个概念 指针的对象 当把变量的地址存入指针变量后 我们就可以说这个指针指向了该变量 变量的存取方法 直接存取和间接存取 10 数据所占有的内存单元个数是由其数据类型决定的 首地址 即第一个内存单元的地址 表示地址的数与整数的区别 变量i j的地址可能相邻 也可能不相邻 是由系统分配的 我们不必关心 3 说明 程序中定义的每个变量在编译后都占有各自的内存单元 系统是通过内存地址对变量进行存取的 变量的指针和指向变量的指针变量 一 指针变量的定义 例如 int ptr1 ptr2 指针变量的类型 指明了该指针指向的内存空间所存储的数据的类型 在定义指针变量时要注意以下几个问题 变量名ptr2前面的 不能省略 如果写成int ptr1 ptr2 则ptr2被定义为整型变量 而非整型指针变量 12 定义中的 表示所定义的变量是指针变量 但指针变量名是ptr1 ptr2 而非 ptr1 ptr2 指针变量只能指向定义时所规定类型的变量 这个规定的类型称为该指针变量的 基类型 如 上例中ptr1 ptr2只能指向整型变量 不能指向实型或字符型变量 其 基类型 相同 都是整型 定义指针变量后 并未确定该变量指向何处 即该变量的值是不确定的 在引用指针变量前必须首先让它指向一个变量 这一点非常重要 13 二 指针变量的运算 指针运算符 和 地址运算符 取变量的存储地址 引用运算符 取指针所指向变量的内容 例如 i是求变量i的地址 ptr指向了i变量 ptr表示i的值 即3 还可以用这种方法实现对变量的改变 ptr 15 等价于i 15 由此可见 通过指针运算符 可以引用一个变量 如 当ptr已经指向变量i后 ptr就等同于i 进一步理解 和 等价于 指针的赋值运算 指针的赋值运算 把地址赋值给指针变量 指针的赋值运算可以是以下三种方式 使用取地址运算符 把地址值赋值给指针变量 如 inti pi pi 把指针变量的值赋给另一个指针变量 如 inti pa pb pa 给指针变量赋值为符号常量NULL 说明 NULL是一个空指针 表示该指针变量的值没有意义 作用是为了避免对没有被初始化的指针变量的非法引用 NULL的定义在 stdio h 中 如 int pi pi NULL 16 说明 1 在定义指针变量时 可以立即将一个地址值赋给指针变量 这就是指针变量的初始化 如 floatflt f ptr 2 指针变量间的赋值和引用应保证基类型相同 若有定义 int p i float q x 则 q 3 可以将数组名或函数名赋给某些类型的指针变量 inta 10 ip ip ip a 4 不能将一个整型量 或任何其它非地址类型的数据 赋给一个指针变量 int ip ip 3000 includevoidmain inta1 11 a2 22 int p1 p2 p1 a1 a2 p1 p2 a1 p2 p2 说明 多个指针可以指向同一个存储单元 但在某一时刻 一个指针变量只能指向一个存储单元 因为指针变量在某一时刻只能存放一个变量的地址值 例 多个指针可以指向同一个存储单元 includevoidmain inta1 11 a2 22 int p1 p2 p p1 a1 a2 p1 p2 a1 a2 p1 p1 a1 p2 例 使两个指针交换指向 Eg802 cpp includevoidmain inta1 11 a2 22 t int p1 p2 p1 a1 p1 a2 p2 11 22 11 例 交换两个指针变量所指向变量的值 Eg803 cpp 移动指针的运算 指针的加减运算 指针的自加自减运算 1 指针的 运算 说明 指针与整型值加减的结果是指针 表示使该指针指向该指针下移或上移存储单元个数 整型值 之后的内存地址 存储单元的大小就是该指针的数据类型所需的内存大小 例如 ptr n 指针ptr n为整数 这个指针值代表的内存单元的地址是 ptr n d 其中d是指针所指向变量的数据类型所占内存字节数 即指针移动了n个元素 指针与指针的加运算毫无意义 所以指针与指针没有加运算 指针与指针的减运算要求相减的两个指针属于同一类型 其结果是整数 表示两个指针之间的数据的个数 其结果值的计算公式是 ptr1 ptr2 ptr1的值 ptr2的值 指针的数据类型所占字节数 例如 int ptr1 ptr2 ptr3 x intary 5 2 4 8 16 32 ptr1 x的值是 3 2 指针的 运算 移动指针到下一个或下几个存储单元 移动指针到上一个或上几个存储单元 例如 int ptr ary 5 2 4 6 8 10 ptr ary ptr 3 ptr 23 三 指针变量作为函数参数 指针可以用作函数参数 这在调用函数希望改变参数的值时非常有用 例如 编写函数 实现两个数的交换 例 输入两个整数a b 按大小顺序输出 includevoidswap intx inty inttemp temp x x y y temp voidmain inta b printf nInputa b scanf d d 注意 语言中的函数调用采用 传值 方式 即单向传递方式 即 主调函数可以将实参的值传递给被调函数的形参 但不能通过改变形参的值而改变实参的值 输入 a 5 b 8输出 max 5 min 8 includevoidswap int px int py inttemp temp px px py py temp voidmain inta b p1 p2 printf nInputa b scanf d d a b 8 5 输入 a 5 b 8输出 max 8 min 5 includevoidswap int px int py int temp temp px px py py temp voidmain inta b p1 p2 printf nInputa b scanf d d 错误 temp是指针变量temp所指向的变量 但temp中并无确定的地址值 其值不确定 temp所指向的单元也不确定 因此 对 temp赋值可能会破坏系统的正常工作状况 修改 应该将 px的值赋给一个整型变量 用整型变量作为临时存储空间实现 px和 py的交换 includevoidswap int px int py int p p px px py py p voidmain inta b p1 p2 printf nInputa b scanf d d a b b a 输入 a 5 b 8输出 max 5 min 8 通过函数调用得到n个要改变的值的方法 在主调函数中设n个变量 用n个指针变量指向它们 将n变量的地址作为实参传给所调用的函数的形参 通过形参指针变量 改变该n个变量的值 主调函数就可以使用这些改变值的变量 例编写函数 求一维数组中的最大值和最小值 voidsearch intx intn int pmax int pmin pmax pmin x 0 for i 1 i n i if pmax x i pmax x i if pmin x i pmin x i inta 20 max min for i 0 i 20 i scanf d search a 20 29 指针和数组 一 数组的指针和指向数组的指针变量的概念 数组的指针 数组在内存中的起始地址 数组元素的指针 数组元素的起始地址 当指针变量指向数组或数组元素时 它就是指向数组的指针变量 C规定 数组名代表数组的首地址 起始地址 即第一个元素的地址 当指针变量p指向数组时 p 1指向数组的下一个元素 假设一个整型元素占两个字节 p 1是使p的地址加2个字节 如 inta 10 p 则 p a 与p 等价称指针变量p指向数组元素a 0 p i a i a i 都是a i 的地址 30 二 数组元素的引用 1 用下标法引用数组元素 如 a 3 45 b 2 5 200 2 用指针法引用数组元素 如 inta 10 p i p a 则 p i a i 代表元素a i p i 也可以写成p i 31 程序举例 输出10个元素数组中的全部元素 方法2 通过数组名计算数组元素地址 找出元素的值main inta 10 54 65 8 2 3 56 8 21 57 98 i for printf n i 0 i 10 i printf 4d a i 方法1 下标法main inta 10 54 65 8 2 3 56 8 21 57 98 i for printf n i 0 i 10 i printf 4d a i 方法3 用指针变量指向数组元素main inta 10 54 65 8 2 3 56 8 21 57 98 p i p a for printf n i 0 i 10 i printf 4d p 以上三种方法 利用指针变量效率最高 程序举例 输出10个元素数组中的全部元素 33 说明 指针变量是地址变量 数组名是地址常量 即指针变量的内容可以在程序运行过程中被改变 而数组名一旦被定义 它的值就不能被改变了 例如 inti p a 6 则 p 不能给常量赋值 指针变量与数组名的区别 利用指针变量编程时特别要注意指针变量的当前值 例如 通过指针变量输入输出a数组元素 main int p i a 10 p a for i 0 i 10 i scanf d p for printf n i 0 i 10 i printf 6d p 应插入语句p a 注意 p p p p 的含义 35 includevoidmain int p ary 5 2 4 6 8 10 p ary p 3 p p为6printf 4d n p printf 4d n p printf 4d n p printf 4d n p 例如 指针变量的不同表示形式 输出结果是 6 6 6 8 36 ptr 和 ptr 是一样的么 与 的优先级一样在 和 同时出现的情况下依据从右到左的原则ptr 先取值再加一 所以 ptr 的意思是先取ptr的指针值 然后指针值后移指向下个元素 ptr 的结果还是 ptr 只有到下个循环时 ptr的值才是后个元素 三 数组名作函数的参数 例如 f intarr intn main intarray 10 f array 10 解释 实际上 能够接受并存放地址值的只能是指针变量 因此 C编译系统都是将形参数组名作为指针变量来处理的 上例中f intarr intn 等价于f int arr intn 使用形参数组的概念只是为了与实参数组对应 直观 便于理解而已 归纳起来 实参与形参的对应关系有 形参和实参都用数组名 f intx intn f a 10 把实参数组首地址传给形参作为形参数组首地址 实参用数组名 形参用指针变量 f int x intn f a 10 把实参数组首地址传给形参 指针变量 函数中用指针访问实参数组 形参和实参都用指针变量 f int x intn f p 10 函数调用前应先给实参指针变量赋值 如 int p a 实参为指针变量 形参为数组名 f intx intn f p 10 实参通过指针变量为形参提供数组首地址 34 55 inta 10 39 例 从10个数中找出其中最大值和最小值 includevoidmax min inta intn int max int min main inti a 2 4 1 6 7 32 45 75 45 90 max min for printf Theoriginalarray i 0 ia i min a i 40 上例中如果形参数组用指针变量 则程序如下 includevoidmax min int x intn int max int min main inti a 2 4 1 6 7 32 45 75 45 90 max min for printf Theoriginalarray i 0 i x min x 指针和字符串 字符串的指针 字符数组在内存中存放的首地址 指向字符串的指针变量 专门用来存放字符数组首地址的变量 字符指针变量定义时可以赋初值 C程序访问字符串有以下两种方法 1 用字符数组存放一个字符串 例如 chars Iamastudent 字符串输出语句可写成 printf s n s for i 0 s i i printf c s i for i 0 s i i printf c s i 也可用s i 0 2 用字符指针指向一个字符串 例如 char ps Iamastudent 字符串输出语句可写成 printf s n ps for ps ps printf c ps 说明 字符数组由若干个元素组成 每个元素中放一个字符 而字符指针变量中存放的是地址 字符串的首地址 决不是将字符串放到字符指针变量中 字符数组和字符指针变量都可以在定义时赋初值 但以下方法对字符数组非法 对字符指针变量合法 44 字符数组名是指针常量 只能表示一个确定的字符串 不能改变 而字符指针变量的值是可以改变的 它可以代表不同的字符串 若定义了一个指针变量 并使它指向一个字符串 就可以用下标形式引用指针变量所指字符串中的字符 如 char a IloveChina printf c a 5 若把字符指针所指对象当作数组使用 应注意对象的长度 如 charstr1 10 ps str1 ps 10 0 45 程序举例 将字符串a复制为字符串b includemain chara Itisadog b 20 inti 0 do b i a i i while a i 0 也可写成while a i puts b 46 上例程序还可写成 includemain chara Itisadog b 20 p1 a p2 b inti 0 do p2 p1 p2 p1 while p1 0 也可写成while p1 puts b 指针函数 一 指针函数 返回指针的函数称作指针函数 含意 函数的返回值是一个指针 它指向所定义类型的数据 例如 int a intx inty 函数原型声明 含义 a是函数名 调用它以后能得到一个指向整型数据的指针 地址 48 例 编写能返回结果串地址的串拷贝函数 includechar strcpy1 char str1 char str2 main char ps s1 80 yhhhj ps strcpy1 s1 fdgjdfh puts ps char strcpy1 char str1 char str2 char s str1 while str2 str1 str2 str1 0 returns 49 函数的指针 1 函数的指针 地址 概念 每一个函数都占用一段内存 在编译时 被分配一个入口地址 这个入口地址就称为函数的指针 2 指向函数的指针变量 例如 float p 含意 定义了p是指向函数的指针变量 函数的返回值是float类型 50 p 表示定义一个指向函数的指针变量 它不是固定指向哪个函数 注意 对指向函数的指针变量 p n p p 等运算是无意义的 注意区别int p int p 51 3 对指向函数的指针变量赋值 将一个函数的函数名 代表入口地址 赋值给指向函数的指针变量 也称该指针变量指向了这个函数 如 intmax intx inty 函数的原型声明 int p p max 注意 赋值时 只需给出函数名而不必给出参数 4 函数的调用 例如 若有定义intmax intx inty int p a b c p max 则可有语句c p a b 53 指针数组 一 指针数组 数组中每个元素是基类型相同指针变量 例如 int p 2 含意 p是一个一维指针数组 每个元素都是一个指向整型变量的指针变量 可以将整型变量的地址赋值给元素p 0 或p 1 54 二 指针数组的应用 利用指针数组处理多个串 方法 先用指针数组指向字符数组 再处理 main charname 80 aaa bbb ccc ddd eee char pname 10 i for i 0 i 5 i pname i name i for i 0 i 5 i puts pname i 方法 用指针数组指向字符串常量 main char pname 10 aaa bbb ccc ddd eee inti for i 0 i 5 i puts pname i 55 例题1 输入3个整数 按由小到大的顺序输出 includevoidswap int p int q main inta 9 b 7 c 10 p1 p2 p3 p1 例题讲解 56 例题2 输入3个字符串 按由小到大的顺序输出 includevoidswap char ps1 char ps2 main chars1 abc s2 rst s3 xyz if strcmp s1 s2 0 swap s1 s2 if strcmp s1 s3 0 swap s1 s3 if strcmp s2 s3 0 swap s2 s3 printf n 10s 10s 10s s1 s2 s3 voidswap char ps1 char ps2 charps 100 strcpy ps ps1 strcpy ps1 ps2 strcpy ps2 ps 常用的字符串操作函数 58 例题3 写一函数 实现两个字符串的比较 相等的结果为0 不等时结果为第一个不相等字符的ASCII差值 includecmps char p char q main chars1 128 s2 128 gets s1 gets s2 printf cmps s1 s2 d cmps s1 s2 cmps char p char q for p 0 char gets char 参数为从标准输入得到的字符串存储的指针 返回值也是一个指针 如果函数执行失败返回值是一个NULL 59 例题4 写一个函数 求字符串的长度 在main函数中输入字符串 并输出其长度 includeintlen char ps main charstr 30 gets str printf nlen d len str intlen char ps intn 0 while ps n returnn 60 例题5 有一字符串包含N个字符 写一个函数 将字符串中从第M个字符开始的全部字符复制成为另一个字符串 include includescopy char psn char psm intm main charsn 100 fasjfkjsdfsdfjsdjkfdfjssdf sm 100 intn