c程序设计(第四版)谭浩强 第8章 指针

第8章指针 指针是C语言的一个重要特色 正确而灵活地运用指针可以 有效表示复杂的数据结构 能动态分配内存 方便地使用字符串 有效而方便地使用数组 在调用函数时能获得1个以上的结果 能直接处理内存单元的地址可以使程序简洁 紧凑 高效 关于指针 由内存单元组成 每个单元有地址 存放一字节数据 内存储器 0000000111110100 shortinta 变量a a 500 内存地址是二进制数 通常写成十六进制 内存地址 内存中存储单元的编号 计算机内存由大量存储单元 memoryunit 组成 每个存储单元容量为 字节 byte 每个存储单元有编号 即存储单元的 地址 address 存储单元中可存放数据 data 变量的地址 定义变量时 系统分配给变量的内存单元的起始地址变量值的存取通过变量在内存中的地址进行变量的地址称为 指针 pointer 1 直接访问 直接利用变量的地址进行存取例 shortinta 分配内存地址a 500 在符号表中检索变量名a 找到其起始地址 例如13A6 将数值500 的二进制形式 送到内存单元13A6和13A7中 变量的访问方式 2 间接访问 通过指针变量访问变量地址定义一种特殊的变量 用来存放其它变量的地址 指针 这种变量称为指针变量 它指向一个普通的变量 变量的访问方式 指针变量的定义和调用 inta int a pointer a 500 a pointer 定义一个指针变量 它指向一个整型变量 基类型 给指针变量赋值 指针变量的值是另一个变量的地址 指针变量所指向的变量即a的值 指针变量的值 即a的地址 对指向的变量 即a 赋值 例 73页输出格式 intmain intn1 n2 int n1 p 例 分析以下程序运行结果 开始时指针变量n1 p指向n1 指针变量n2 p指向n2 变量n1和n2的值并没有改变 但n1 p和n2 p的值改变了 也就是指向改变了 指针变量n1 p指向n2 指针变量n2 p指向n1 上页代码要点 内存内存单元内存单元的地址变量的首地址指针指针变量指针变量的指向直接访问与间接访问 掌握几个重要概念 区别两个 pint p p 指针变量的重要作用之一 作为函数的参数 实现地址传递 intmain voidswap intp1 intp2 inta b scanf d d 例函数调用中的值传递 voidswap intp1 intp2 intp p p1 p1 p2 p2 p 运行结果 a b没有交换 原因 C语言中 实参向形参传递数据采用 值传递 形参单独占用内存单元 交换对实参无影响 voidswap int p1 int p2 intp p p1 p1 p2 p2 p 例通过指针变量实现地址传递的效果 intmain voidswap int p1 int p2 inta b int a p p是普通的变量 指针变量作为函数的参数 指针作实参 对应的形参是指针变量 C语言的参数传递是 值传递 指针变量做参数时 由于其值为变量的地址 产生 地址传递 的效果 数组做函数的参数时 也是 地址传递 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 指针变量 阅读例8 2 例8 5 上机调试 观察结果 分析掌握 要求能够熟练地掌握指针变量及其指向的变化过程 能够在纸上画图表达分析过程 访问数组 指针的又一重要用途 shortinta 3 元素的地址 数组元素 元素的值 0000000000000110 a 2 6 xxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxx 元素的地址 数组的首地址 数组和指针的相关概念 数组的指针 数组在内存中的起始地址 即首元素 下标为0的元素 的首地址数组元素的指针 数组元素在内存中的起始地址数组名 代表数组首元素的地址 指针 指向数组的指针变量 存储数组某个元素的地址 即指向某个元素 定义指向数组的指针变量 intarray 5 pointer array intarray 5 pointer pointer array intarray 5 pointer 使用指针访问数组元素 能使目标程序占用内存少 运行速度快 通过指针引用数组元素 例 intmain inta 5 12 6 18 23 9 int p p a printf d x n p p printf d x n p 2 p 2 p printf d x n p p p p 2 printf d x n p p return0 通过指针引用数组元素 对于数组a和指向该数组首元素的指针变量pp i和a i均表示元素a i 的地址 p i a i a i 均表示元素a i 的值p 1的含义是指向下一个元素地址可以p 不能a 首元素地址不能改变注意区别 p 等价于 p p 和 p P 236 237 若定义数组a 5 和指针变量 p a 则a 6 等价于p 6 指针指向数组之后的地址 故不报错 参见P 378运算符的优先级与结合性 通过指针引用数组元素 例教材P 233 234例8 6三种表达方式P 235例8 7 不能达到目的 数组名作为函数的参数 进一步分析 用指针访问数组 实参形参数组名数组名数组名指针变量指针变量指针变量指针变量数组名 数组名指针变量 数组名作为函数的参数 以指针表示 P 239例8 8数组元素逆序排列 形参 数组名 实参 数组名P 241例8 8程序修改 形参 指针变量P 242例8 9数组元素逆序排列 形参 指针变量 实参 指针变量P 244例8 10选择排序 形参 数组 实参 指针变量P 245例8 10函数修改 形参 指针变量 多维数组的指针 以二维数组为例 例 声明数组inta 3 4 a 0 0 a 0 1 a 0 2 a 0 3 a 1 0 a 1 1 a 1 2 a 1 3 a 2 0 a 2 1 a 2 2 a 2 3 a a 0 0 a 0 a 1 a 1 0 a 1 a 2 a 2 0 a 2 二维数组的行指针 以二维数组名表示 多维数组的指针 以二维数组为例 例 声明数组inta 3 4 a 0 0 a 0 1 a 0 2 a 0 3 a 1 0 a 1 1 a 1 2 a 1 3 a 2 0 a 2 1 a 2 2 a 2 3 二维数组的行指针 以二维数组名表示 int p a p a 1 p a 2 p a 0 0 p a 1 0 p a 2 0 多维数组的指针 以二维数组为例 例 声明数组inta 3 4 a 0 0 a 0 1 a 0 2 a 0 3 a 1 0 a 1 1 a 1 2 a 1 3 a 2 0 a 2 1 a 2 2 a 2 3 a 0 a 0 0 a 0 1 a 0 1 a 1 2 a 1 2 a 0 5 a 1 1 二维数组的列指针 以一维数组名表示 多维数组的指针 以二维数组为例 例 声明数组inta 3 4 a 0 0 a 0 1 a 0 2 a 0 3 a 1 0 a 1 1 a 1 2 a 1 3 a 2 0 a 2 1 a 2 2 a 2 3 二维数组的列指针 以指针变量表示 int p p a p p p 5 p a 0 0 p a 0 1 p a 1 2 通过指针引用字符串 字符串是在内存中连续存放的一组字符以变量形式保存字符串需要声明字符数组或声明一个指针变量访问字符串或字符数组 P 257图8 28 不是字符串变量 char string string Workhard printf s n string printf c n string printf c n string 5 printf s n string 在后 先取p值 再 p用于 p请对照 p 通过指针引用字符串 P 255例8 16使用字符数组存放字符串使用字符数组名输出字符串使用字符数组下标访问数组元素 通过指针引用字符串 P 256例8 17使用基类型为字符的指针变量保存字符串首元素地址 从而访问字符串char p China printf s p P 256例8 18数组名指针的应用 字符型 P 256例8 19指针变量访问字符型数组 相当于char p p China 而不是char p p China 通过指针引用字符串 字符指针作函数参数 实参形参数组名数组名数组名指针变量指针变量指针变量指针变量数组名 P 259 263例8 20各种不同的表达方式8 4 3节分析一些容易发生的错误 指向函数的指针 指向函数代码的起始地址 若声明一个指针变量存放该地址 则可通过此指针变量来调用该函数 例 P 267改写的代码作用 可用同样的语句调用不同函数定义一个以指向函数的指针变量作为形参的函数 可写出复杂程序 P 271例8 24和P 273分析 返回指针值的函数 一个函数 其运算结果和返回值是指针值P 274例8 25P 275例8 26 指针数组和多重指针 指针数组是存放指针数据的数组指向上述数组的指针 指向指针数据的指针在操作系统下调用C语言程序时 如果要向C程序传递数据 可使用带参数的main函数 其形参是指针数组 动态内存分配与指向它的指针变量 关于内存地址分配 参见7 9节 全局变量 静态变量 保存在静态存储区 声明时分配存储空间 文件运行结束时释放 自动变量 声明时动态地分配存储空间 函数运行结束时释放 栈存储区一些临时数据可在使用时动态地分配存储单元 使用结束立即释放 堆存储区 只能用指针访问 动态内存分配与指向它的指针变量 内存动态分配库函数 stdlib h 1 malloc size 分配size字节的存储空间 2 calloc n