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第六章 指针6.1指针与指针变量一、指针与指针变量例6.1 变量、单元、地址与指针。27 x0 ch15.6 y-50 z1000 px1003 pyint x = 27; 1000char ch = 0;float y = 15.6; 1002int z = -50; 1003int *px = &x;float *py = &y; 1007 1009 1011 二、指针变量定义例6-2 定义指向int，float，char，型的指针变量。int *p1，*p2；float *p3；char *p6，*p7；例6-3 标识符p1p4的含义是什么?规定 说明函数的标志()、说明数组的标志优先于说明指针的标志*进行结合，若想改变结合性，可以引入括弧( )。int *p1 ; p1是一个指针变量。 p1指向整型单元。 图示： p1 某个 int型单元char (*p2)5 ; p2是一个指针变量。 p2 指向一个含有5个元素的数组。（即p2是数组指针） 该数组是字符数组 图示： p2 5个元素的字符数组 char * p3 5 ; p3是数组，含有5个元素。 p3数组是指针型数组，即p3数组每一元素均是指针。 p3数组中的每一指针都是指向字符单元的指针。 图示： char char charchar char int *p4 ; p4是指针变量。 p4指向一个指针变量。 p4所指向的指针变量指向字符单元。 图示： 指向字符的某个指针变量 p4 char变量要点 记住上述指针定义形式，它们是固定形式。 必须理解指针对象，它贯穿于所有指针操作中。 学会画指针示意图，如能正确画出指针图示，将对指针的所有问题及概念理解有所帮助。三、 指针运算1 取地址运算符 &基本形式 &变量名含义 取得变量的内存单元地址。2取内容运算符 *基本形式 *指针变量含义 取得指针变量所指向单元的内容。例 int x ，*px，y； px = &x ; x=15；y=*px ；3指针加减运算指针加减的含义可以理解为“指向下一单元”。例6-4 指针+/-概念。#include stdio.h main() /* */ int x5 = 1, 3, 5, 7, 9 , *px; /* */ float y3 = 2.0, 4.0, 8.0 , *py; /* */ px=&x0; py=&y0; /* */ printf(A: px=%u py=%u *px=%d *py=%fn, px,py,*px,*py); /* */ px=px+1; py=py+1; /* */ printf(B: px=%u py=%u *px=%d *py=%fn, px,py,*px,*py); /* */ printf(C: px+3=%u py+2=%un, px+3,py+2);4指针比较6.2 用指针处理变量例6-5 将a，b变量中的值按从小到大的顺序排序输出。程序1 用传统的“按名存取”去实现。设输入19 15。main() int a,b,t; scanf(%d %d, &a, &b); if ( ab ) t=a; a=b; b=t; printf(%d %dn,a,b); 程序2 用指针实现对变量的交换。假设输入19,15。main() int a,b,t,*pa,*pb; pa=&a; pb=&b; scanf(%d %d, pa, pb); if ( *pa *pb ) t=*pa; *pa=*pb; *pb=t; printf(%d %dn,*pa,*pb);程序3 采用交换指针方法而不交换a , b变量的值。main() int a,b,*pa=&a,*pb=&b,*p; scanf(%d %d, pa, pb); if ( *pa *pb ) p=pa; pa=pb; pb=p; printf(%d %dn,*pa,*pb);例6-26 如下程序执行后的输出结果是什么？#include stdio.h main() int a, b, k=2, m=4, n=6; int *p1=&k, *p2=&m, *p3; a = p1!=p2; b = 4*(-*p1)/(*p2)+5; *(p3=&n) = *p1*(*p2); printf(a=%d b=%d n=%dn, a,b,n); 6.3 用指针处理一维数组一、数组的指针表示1数组名是数组的起始地址。2数组（基）指针3数组基指针与数组名的差别二、 通过指针存取数组元素1下标法设int a10，*p=a；/* p是a数组的基指针 */ai 含义：a数组第i个元素。 &ai 含义：a数组第i个元素的地址。pi 含义：以p为基地址的数组第i个元素。&pi 含义：以p为基地址的数组第i个元素的地址。例6-6a 在数组中查找元素。具体要求是输入10个整数存入一维数组a，再输入一个待查的整数存入x，程序在数组a中查找x的首次出现位置c（即下标值）并打印出来，如查不到打印Not found！。main() int a10,*p,f,i,x; for (i=0; i10; i+) scanf(%d, &ai); scanf(%d, &x); for (f=0, p=a,i=0; i10; i+) if (pi=x) f=1; break; if (f) printf(Found: %dn, i+1); else printf(Not found!n); 2“(数组基)指针偏移”方式设int a10, *p=a; a+i 这种形式的含义是：a数组第i个元素的地址。*(a+i) 这种形式的含义是：地址为a+i的单元内容。即ai。 p+i 这种形式的含义是：以p为基地址的数组第i个元素地址。*(p+i) 这种形式的含义是：以p为基地址的数组第i个元素内容。a+i &ai *(a+i) aip+i &pi *(p+i) pi例6-6b 问题同例6-6a，在数组中查找元素。main() int a10,*p,f,i,x; for (i=0; i10; i+) scanf(%d, a+i); scanf(%d, &x); for (f=0, p=a,i=0; i10; i+) if ( *(p+i)=x ) f=1; break; if (f) printf(Found: %dn, i+1); else printf(Not found!n); 3元素指针法例6-6c 问题同例6-6a，在数组中查找元素。main() int a10,*p,f,n,i,x; for (i=0; i10; i+) scanf(%d, a+i); scanf(%d, &x); for (n=0，f=0, p=a; p a+10; p+ ) n+; if ( *p = x ) f=1; break; if (f) printf(Found: %dn, n); else printf(Not found!n); p只起元素指针作用，循环控制仍由循环次数计时器i来控制。main() int a10,*p,f,n,i,x; for (i=0; i10; i+) scanf(%d, a+i); scanf(%d, &x); for (n=0, f=0, p=a, i=0; i10; p+,i+ ) n+; if ( *p = x ) f=1; break; if (f) printf(Found: %dn, n); else printf(Not found!n); 4.三种表示数组元素方式的差别例6-7 对于整型数组a10和b10做如下处理：将偶位置的对应元素相加送入整型数组c5；将奇位置对应元素相加送入整型数组d5。请填空。a0+b0 c0 a1+b1 d0a2+b2 c1 a3+b3 d1 a8+b8 c4 a9+b9 d4main() int a10, b10, c5, d5; int *pa, *pb, *pc, *pd, i; for ( i=0; i10; i+ ) scanf(%d, ); for ( i=0; i10; i+ ) scanf(%d, ); for ( pa=a,pc=c,i=0; i10; i+=2, ) *pc = *( ) + *( ); for ( pa=a+1,pb=b+1,pd=d; pd ; , , pd+) *pd = (*pa) + (*pb); for ( i=0; i5; i+ ) printf(%d , ci ); printf(n); for ( i=0; i=a & *s=A&si=A & *p=a& *q1 =a& *q2 *q2 ) cmp = 1;else if ( *q1 %sn”，p1 , p2 );else printf(“%s %sn”, p1 , p2 );例6-16 字符串的复制。 程序-1main() char a=I am a teacher., b20; int i; for ( i=0; ai != 0; i+ ) bi = ai; bi = 0; puts( b ); 程序片段-2 for ( i=0; *(a+i) != 0; i+ ) *(b+i) = *(a+i); *(b+i) = 0;程序片段-3 char *p1, *p2; for ( p1=a, p2=b; *p1 != 0; p1+, p2+ ) *p2 = *p1; *p2 = 0;程序片段-4 char *p1, *p2; p1=a; p2=b; while( (*p2=*p1) != 0 ) p1+; p2+;程序片段-5 char *p1, *p2; p1=a; p2=b; while( ( *p2+ = *p1+ ) != 0 ) ;例6-17 字符串的合并。将串常量b连接到用字符数组存储的字符串a后面。main() char a40, *b, *pa, *pb; b = stop; scanf( %s, a ); pa = a; while ( *pa != 0 ) pa+; pb = b; while ( ( *pa+ = *pb+ ) != 0 ) ; puts(a); 例6-33 下列判断正确的是 。A. char *a=“china”; 等价于 char *a;*a=“china”；B. char str10=“china”; 等价于 char str10;str=“china”;C. char *s=“china”; 等价于 char *s;s=“china”;D. char c10=“abc”; 等价于 char c=“abc”;6.5 用指针处理二维数组一、关于二维数组的地址问题1二维数组的理解2二维数组的地址问题结合int a34= 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 ;和图6-5来说明二维数组的地址问题，并假设a数组内存首地址为2000。a0+0 (q+0)a0+1(q+1)a0+2(q+2)a0+3(q+3)a1+0a1+1a1+2a1+3a2+0a2+1a2+2a2+3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12a+0 a0 a+0 a0 a1a2p 数组a0 a+1 a1 a+1p+1 数组a1a+2 a2 a+2p+2 数组a2 （a） （b） 图6-5 二维数组的地址问题int (*p)4； p是“老师级别的指针”，它说的“下一个”是“下一小组”。int *q； q是“小组长级别的指针”，它说的“下一个”是“下一个人”。例6-18 下列程序的输出是什么？设a的起始地址为404。#include stdio.h int a34=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11; int (*p)4=a, *q=a0; main() printf(A: %d %d %dn, a, a+1, a+2 ); printf(B: %d %d %dn, a0, a0+1, a0+2 ); printf(C: %d %d %dn, *a, *(a+1), *(a+2) ); printf(D: %d %d %dn, *(a0+1), *(a1+2), *(a2+3) ); printf(E: %d %d %dn, p, p+1, p+2 ); printf(F: %d %d %dn, q, q+1, q+2 ); printf(G: %d %d %dn, *(p+0), *(p+1), *(p+2) ); printf(H: %d %d %dn, *(q+0), *(q+1), *(q+2) ); printf(I: %d %d %dn, *(*(p+0)+1), *(*(p+1)+1), *(*(p+2)+1) );运行结果 A：404 412 420B：404 406 408C：404 412 420D：404 406 408E：404 412 420F：0 1 2G：1 5 9H：404 412 420I：1 6 113记住几种等效形式转换设int aMN; 则：*(a+i) aia+i &ai*(*(a+i)+j) *(ai+j) aij*(a+i)+j ai+j &aij 二、用指向元素的指针处理二维数组例6-19a 3名学生4门课程的成绩存于一个二维数组score34中，统计每名学生平均成绩和各门课程平均成绩，用元素指针法实现。main() int score34 = 61,62,63,64,71,72,73,74,81,82,83,84; int *q, sum, i, j;/* A：统计每名学生平均成绩 */ for (q=score0， i=0; i3; i+ ) sum=0; for ( j=0; j4; j+ ) sum += *q+; qrintf(%f , sum/4.0); /* B：统计各门课程平均成绩 */ for ( i=0; i4; i+ ) sum=0; q=score0+i; for ( j=0; j3; j+ ) sum += *q; q = q + 4; qrintf(%f , sum/3.0); 61 62 63 64 71 72 73 74 81 82 83 84 i=0时q的游动过程，统计第0名学生总成绩。 i=1时q的游动过程，统计第1名学生总成绩。 i=2时q的游动过程，统计第2名学生总成绩。 图6-6(a) 统计每名学生的平均成绩q（i=0时） q（i=1时） q（i=2时） q（i=3时）q（i=0时） q（i=1时）q（i=2时）q（i=3时）q（i=0时） q（i=1时）q（i=2时）q（i=3时） 61 62 63 64 71 72 73 74 81 82 83 84 图6-6(b) 统计每门课的成绩例6-19b 题目同例6-19a，用”指针+偏移法”实现。main() int score34 = 61,62,63,64,71,72,73,74,81,82,83,84; int *q, sum, i, j;/* A：统计每名学生平均成绩 */ for ( i=0; i3; i+ ) sum=0; q=scorei; for ( j=0; j4; j+ ) sum += *(q+j); qrintf(%f , sum/4.0); /* B：统计各门课程平均成绩 */ for (q=score0,i=0; i4; i+ ) sum=0; for ( j=0; j3; j+ ) sum += *(q+j*4+i); qrintf(%f , sum/3.0); 三、用指向一维数组的指针处理二维数组例6-20 题目同例6-19a，用指向一维数组的指针变量实现对二维数组的处理。main() int score34 = 61,62,63,64,71,72,73,74,81,82,83,84; int (*p)4, sum, i, j;/* A：统计每名学生平均成绩 */ for ( p=score, i=0; i3; i+,p+ ) sum=0; for ( j=0; j4; j+ ) sum += *(*p+j); printf(%f , sum/4.0); /* B：统计各门课程平均成绩 */ for ( p=score, j=0; j4; j+ ) sum=0; for ( i=0; i*lang3 实现了 的比较。A、字符F与字符P B、字符串“Basic”与字符串“Java”C、字符B与字符J D、字符串“Fortran”与字符串“Pascal”6.6 指针数组和多级指针一、指针数组例6-21 指针数组的定义与含义。一组课程名：“Basic”、“Fortran”、“Data Structure”、“English”、“Computer Programming Design for Pascal”的三种存储方案。 设二维字符数组。char class540 = “Basic”, “Fortran”, “Data Structure”, “English”, “Computer Programming Design for Pascal” ; 串常量形式存储，并用5个字符指针变量表示。char *s1 =“Basic”;char *s2 =“Fortran”;char *s3 =“Data Structure”;char *s4 =“English”;char *s5 =“Computer Programming Design for Pascal”; 指针数组char *str5=s1,s2,s3,s4,s5; 或者直接地 char *str5=“Basic”, “Fortrom”, ；字符串的排序问题。“Basic”“Fortran”“English”“Data Structure”“Computer ” s1 s2 s3s4s5例6-22 字符串的排序。#include stdio.h #include string.h main() char *s5= Fortran,Data Structure,Basic, Computer Programming Design for Pascal,English ; int min, i, j; char *t; for ( i=0; i4; i+ ) for (min=i,j=i+1; j5; j+ ) if ( strcmp(sj,smin) 0 ) min=j; if ( min != i ) t=smin; smin=si; si=t; /* 为理解而增加的测试程序片段 */ printf(= Test : i=%d =n, i);for ( k=0; k5; k+ ) puts( sk );(void)getch(); for ( i=0; i5; i+ ) puts( si ); 二、多级指针例6-23 利用多级指针处理变量。 #include stdio.h main() int a=17, *p1,*p2, k; p1=&a; p2=&p1; k=(*p1)*(*p2); printf ( %d*%d=%dn, *p1, *p2, k ); 6.7 指针与动态存储分配一、 程序静态存储空间与静态存储空间1. 程序内存空间逻辑图2. 栈管理与堆管理3. 动态堆管理函数3.1 申请、释放；分配、回收u 从程序员的角度：申请与释放空间u 从操作系统的角度：分配与回收空间3.2 申请、释放的系统函数u 存储器申请与释放的函数均在stdlib.h文件中定义。u malloc函数用于申请存储空间。对函数malloc的调用方式是：(指针所指对象的数据类型 *) malloc(sizeof(指针所指对象的数据类型)*个数) 功能：从内存中申请一块指定字节大小的连续空间，返回该存储块的首地址作为函数的结果。如果申请空间失败，说明没有足够的空间可供分配，返回空指针NULL。 例：int *pi，*pj;pi=(int *)malloc(sizeof(int);pj=(int *)malloc(sizeof(int)*10); 内存图示。u free函数用于释放经malloc函数申请的内存空间free的调用方式是： free(指针变量名) 功能：释放以指针变量名所指的位置开始的存储块，以分配时的存储块为基准。 注意点：(1) free与malloc必须配对使用，使用malloc申请的空间必须用free释放。(2) 语句“free(p);”不改变p的内容。该语句执行以后，就不能用任何的指针再访问这个存储区。例如，p和q指向同一地址，语句“free(p);”执行以后，q所指的空间也将不能再使用，因为这部分空间已经被系统回收了。32 动态数组【问题】定义数组时，程序员必须对数组的长度有一个正确的估计，否则就可能造成大量空间的的浪费。 C语言提供的动态分配空间，很好地解决了这个问题。 【例】编写程序首先询问用户学生的人数，然后读入这些学生的成绩到一组动态分配的空间中，最后输出这组成绩。 #include stdio.h #include stdlib.h #define ERROR printf(out of memoryn);return; void main() int size; int *p,*aux; printf(输入班级参考的实际人数:); scanf(%d,&size); p=(int *)malloc(sizeof(int)*size); if (p=NULL) printf（“系统空间不足！n”）；return； printf(输入 %d 个学生成绩:,size); for (aux=p;auxp+size;aux+) scanf(%d,aux); for (aux=p;auxp+size;aux+) printf( %d,*aux); free(p); u NULL表示空指针。 空指针是一个特殊的值，C语言为指针类型的变量专门定义一个空值，将空值赋值给一个指针变量以后，说明该指针变量的值不再是不定值，是一个有效的值，但是并不指向任何变量。 空指针写作NULL，数值为0。 二、 内存动态管理应用-动态数组【例】两个通过“（系数、指数）对”形式及动态存储方式表示的一元n次多项式的求和。三、 内存动态管理应用-动态链表技术作业一、 指导书：6.2二、 教材：P278/10.1；10.2；10.16；10.18三、 补充：1.（验证题）如下程序可将a数组中的正数移入b数组，负数移入c数组，零元素不处理；之后将b数组中的正数和c数组中的负数分别输出，请填空。#include stdio.h main() int a10, b20, c20, *p, *q, *r, i; for ( i=0; i10; i+ ) scanf( %d, a+i ); for ( i=0; i ; i+ ) ci = bi = 0; ; q = b; r = c; while ( p ) if ( ) = *p; else if ( ) *r+ = *p; p+; q =