《从问题到程序》PPT课件

1、从问题到程序,第七章，指针,程序执行中数据存于内存。 在可用期间数据有确定存储位置，占据一些存储单元。 内存单元的编号：地址。 机器语言通过地址访问数据。高级语言用变量等作为存储单元/地址的抽象,建立变量就是安排存储。赋值时存入，用值时从中提取 外部变量/静态变量有全局存在期，程序执行前安排存储位置，保持到程序结束。 自动变量在函数调用时安排存储，至函数结束。再调用时重新安排存储,7.1 地址与指针,变量存在期就是它占据所安排存储的期间。 任何变量在存在期间总有确定存储位置，有固定地址。 寄存器变量可能放在寄存器，无地址。本章不考虑寄存器变量,变量存在时有地址，地址用二进制编码，因此可能成为程

2、序处理的数据。问题：地址作为数据有什么用,若程序可以处理对象地址，就可通过地址处理相关对象。 对象（如变量）地址也被作为数据，地址值/指针值。以地址为值的变量称为指针变量/指针(pointer,指针是一种访问其他对象的手段，利用这种机制能更灵活方便地实施对各种对象的操作,指针的主要操作 指针赋值：将程序对象的地址存入指针变量。 间接访问：通过指针访问被指对象。 指针还能保存其他对象的地址。下面讨论以变量为例,指针p保存着变量x地址，也说指针p指向x。图示,在C中使用指针常能写出更简洁有效的程序。有些问题必须用指针处理。 指针在大型复杂软件中使用广泛。指针使用的水平是评价人的C程序设计能力的重要

3、方面。 C指针灵活/功能强。掌握有难度，易用错，应特别注意。应特别注意使用指针的常见错误，注意,指针是变量，可赋值，其指向可以改变。 现在p指向x，以后可能指向y。 通过p访问被指对象的语句目前访问x，后来就访问y。这种新的灵活性很有用,7.2 指针变量的定义和使用,指针有类型，只能保存特定类型的变量的地址 指向int的指针p只能指向int变量。p所指也看作int，从p间接访问当作int。常说int指针p1等,定义指针需指明指向类型。定义指向int的指针变量： int *p, *q; 指针变量可以与其他变量一起定义： int *p, n, a10, *q, *p1, m,指针是变量，可赋值取值

4、，有定义域与存在期。应赋给类型正确的指针值，取出的值是特定类型的指针值。 用(int*)表示整型指针的类型，其他类似,指针操作 取地址运算符 这里写*p相当于直接写n。另一个赋值： m = *p + *q * n; /* 访问n三次 *,*p; /* 使变量n的值加1，变成18 */ (*p)+; /* 使变量n的值再加1，变成19。*/ *p += *q + n; /* 变量n被赋以新值57 */ q = /* 指针q指向了数组a的元素 *,指针作为函数参数 指针作为函数参数有特殊意义，利用这种参数可写出能修改调用时环境的函数。 函数调用处的环境指在调用函数的位置能访问的变量全体。 前面函数

5、的特点：可使用调用处环境中变量的值（通过参数），但不能修改这些变量（数组参数除外）。 在函数f里调用g，可将f的局部变量作为实参。但用g改变f局部变量的唯一方法是将g的返回值赋给f的局部变量。 这种方法局限性太强，例如无法在一个函数调用中修改两个局部变量的值。利用指针可以改变这种情况,例：定义函数swap，希望用它交换两个变量的值。因为要改变两个变量，无法通过返回值解决,下面定义不行： void swap0 (int x, int y) int t = x; x = y; y = t; int f() int a = 5, b = 10; swap0(a, b); /*不行*/,函数内修改形参

6、，不会改变调用时的实参,分析：要（在一函数里）通过调用函数g修改调用处的变量（如局部变量），必须在g里掌握这个变量,用指针可以解决问题。 把m的地址（也是值）通过指针参数p传给g，函数内对p间接访问就能操作m，包括对m赋值（改变m,例，通过函数调用把变量值设置为3： void set3(int * np) *np = 3; 使用实例： int main() int n, m; set3(,请回忆scanf的情况,通过参数改变调用环境的方案包括三方面： 函数定义中用指针参数； 函数内用间接操作实际变量； 调用时以被操作变量的地址作为实参。 函数swap可定义为： void swap(int *p

7、, int *q) int t = *p; *p = *q; *q = t; 交换变量m和n的值，调用形式是： swap,swap的参数类型是(int *)，实参必须是合法的整型变量的地址,设有变量定义： int a10, k; 调用swap的实例： swap,介绍标准库函数scanf时，强调在接受输入的变量前必须写 for (i = 0; repeatimax) printf(Correct range %d, %d.n, imin, imax); while (getchar() != n) ; else return 1; return 0;,前面的调用现在可以重写为： getnumbe

8、r(Choose a range 0, n. Input n: , 2, 32767, 5,更合适的调用形式： if (getnumber(Your guess: , 0, m-1, 5, 和p = 0; 相同 前一写法易看到是指针，用时必须包含标准头文件,指针初始化 指针变量定义时可用合法指针值初始化： int n, *p = 若没有初始化，外部指针和局部静态指针自动初始化为用空；局部自动指针不自动初始化,指针使用中的常见错误 使用指针的最常见错误是非法间接访问：在指针未指向合法变量的情况下做间接。如： int f (.) int *p, n = 3; *p = 2; . p没有初始化，没有

9、指向合法变量,悬空指针”指值不是（当时）合法的变量地址的指针变量，也常被称为“野指针”。 间接访问悬空指针是严重错误，后果可能很严重,常见错误写法（设p是悬空int指针，n是int变量）： swap(p, 编译程序不能发现scanf的错误。有些系统可能对第一个例子（假设p未初始化）给出警告。 间接访问空指针也同样无理，是非法的,通用指针 类型(void*)，可以指向任何变量。声明： int n, *p; double x, *q; void *gp1,*gp2,任何指针值可以赋给通用指针（不必转换）。例： gp1 = / gp2指向x,若通用指针gpt指向g，g类型是指针pt的指向类型，将gp

10、t赋给pt（要写强制转换）通过pt保证正确访问g。gp1 = /*不合法，q是(double*) *,其他使用方式没有任何保证。 编译程序不能识别强制转换错误,指针类型转换并不改变指针值 将整型变量n的地址赋给通用指针gpt，gpt存的就是n的地址。赋回整型指针不会有问题。 将该地址赋给double指针，就造成了混乱,指针类型代表一种观点。被整型指针所指的变量总看成是整型的变量；被双精度指针指向。 指针转换是观点转换。从整型指针转换到通用指针就是丢掉类型信息。保证恢复到原有类型（转回整型指针），被指对象还可用,通用指针不能做间接运算 被普通指针指向的变量的类型明确，间接后可以作为该类型的变量使

11、用 通用指针可以指向任何变量，通过通用指针间接访问的意义无法确定。通用指针没提供被指对象的类型信息，所以不能通过它们直接使用被指对象 通用指针最无用，唯一用途就是提供指针值 标准库的某些函数使用了通用指针（后面会看到,7.3 指针与数组,C指针与数组关系密切，以指针为媒介可以完成各种数组操作。常能使程序更加简洁有效。 用指针做数组操作同样要特别注意越界错误。 指针和数组的关系是C语言特有的，除了由C派生出的语言（如C+），一般语言中没有这种关系,指向数组元素的指针 类型合适的指针可以指向数组元素。假定有定义： int *p1, *p2, *p3, *p4; int a10 = 1,2,3,4,

12、5,6,7,8,9,10,可以写： p1 =,p4没指向a的元素，是指向a最后元素向后一个位置。 C语言保证这个地址存在，但写 *p4 是错误的,写数组名得到数组首元素地址，元素类型的指针值。 “p1 =,指针运算 当指针p指向数组元素时说p指到了数组里。这时由p可以访问被p指的元素，还可访问数组的其他元素。 例：p1指向a首元素，值合法（a0的地址），p1+1也合法（a1的地址）。p1+2、p1+3、也合法，分别为a其他元素的地址。由它们可间接访问a各元素,例：*(p1 + 2) = 3;/* 给a2赋值 */ p2 = p1 + 5; /* 使p2指向a5 *,也可由指向非首元素的指针出发

13、访问数组其他元素： *(p2 + 2) = 5; /* 给a7赋值 */ 可用减法访问所指位置之前的元素： *(p2 - 2) = 4; /* 给a3赋值 *,通过指针访问数组元素时必须保证不越界。 运算取得的指针值（即使不间接访问）必须在数组范围内（可过末元素一位置），否则无定义。 这类运算称为“指针运算”。其他常用指针运算： 用指针运算得到的值做指针更新： p2 = p2 - 2; /* 这使p2改指向a3 *,用增/减量操作做指针更新（指针应指在数组里）： p3 = p2; +p3; -p2; p3 += 2; 如果两指针指在同一个数组里，可以求差，得到它们间的数组元素个数（带符号整数）

14、。 n = p3 p2; /* 也可以求 p2 p3 *,指在同一个数组里的指针可以比较大小： if (p3 p2) . 当p3所指的元素在p2所指的元素之后时条件成立（值为1），否则不成立（值为0）。两个指针不指在同一数组里时，比较大小没有意义,两个同类型指针可用 = 和 != 比较相等或不等；任何指针都能与通用指针比较相等或不等，任何指针可与空指针值（0或NULL）比较相等或不等。 两指针指向同一数据元素，或同为空值时它们相等,数组写法与指针写法 如果一个指针指在一个数组里，通过指针访问数组元素的操作也可用下标形式写。 设p1指向数组a0，p3指向a5。可写： p13 = 5; p32 =

15、 8; p13一类写法称为数组写法，*(p+3)一类写法称为指针写法。 两类写法有等价效力，可以自由选用,对数组名求值得到指向数组首元素的指针值 数组名可以“看作”常量指针，可参与一些指针运算，与其他指针比大小，比较相等与不相等。 通过数组名的元素访问也可以采用指针写法。a3可写为*(a+3)。 注意：数组名不是指针变量，特别是不能赋值，不能更改。若a为数组，下面操作都是错误的： a+; a += 3; a = p; 有些运算虽不赋值但也可能没意义。如 a3 不可能得到合法指针值，因其结果超出数组界限,指针运算原理 当一个指针指向某数组里的元素时，为什么能算出下一元素位置？（这是指针运算的基础

16、） 指针有指向类型，p指向数组a时，由于p的指向类型与a的元素类型一致，数据对象的大小可以确定。 p+1的值可根据p的值和数组元素大小算出。由一个数组元素位置可以算出下一元素位置，或几个元素之后的元素位置。指针运算的基础,通用指针即使指到数组里，因没有确定指向类型，因此不能做一般指针计算，只能做指针比较,基于指针的数组程序设计 指针运算是处理数组元素的另一方式，有时很方便。设有int数组a和指针p1,p2，下面代码都打印a的元素,for (p1 = a, p2 = a+10; p1 p2; +p1) printf(%dn, *p1); for (p1 = a; p1 a+10; +p1) pr

17、intf(%dn, *p1); for (p1 = p2 = a; p1 - p2 10; +p1) printf(%dn, *p1); for (p1 = a; p1 - a 10; +p1) printf(%dn, *p1,数组参数的意义 C规定，数组参数就是相应的指针参数： int f(int n, int d) . . 和int f(int n, int *d) . . 意义相同。数组参数的作用就是这样实现的。 对应d的实参是被处理数组的名字，求值得到指针值，符合形参需要，使d指向该数组的“首元素,前面函数体里参数用数组写法（对指针可这样写）。通过指针形参d访问的相应实参数组里的各元素

18、。（数组参数就是利用指针实现的！） 这也使采用数组参数的函数能修改实参数组,函数里也可用指针方式做元素访问。 int intsum (int n, int a) int i, m = 0; for (i = 0; i n; +i) m += *(a+i); return m;,函数里不能用sizeof确定数组实参大小：函数的数组形参实际是指针，求sizeof算出的是指针的大小。 所有指针大小都一样，它们保存的都是地址值，各种类型的地址值采用同样表示方式。 另一方面，sizeof的计算是在编译中完成的。实参是动态运行中确定的东西,使用数组的一段元素 以数组为参数的函数可处理一段元素。求元素和：

19、double sum(int n, double a); 设有双精度数组b，40个元素已有值,用sum可求b所有元素之和/前一段元素之和： x = sum(40, b); y = sum(20, b); sum不知道b的大小，它由参数得到数组首元素地址，从这里开始求连续40或20个元素的和。 也可用sum求b中下标12到24的一段元素之和,z = sum(13, b+12,指针与数组操作函数实例 例1，用指针方式实现字符串长度函数。一种方式： int strLength (const char *s) int n = 0; /*通过局部指针扫描串中字符*/ while (*s != 0) s+

20、; n+; return n;,另一实现： int strLength (const char *s) char *p = s; while (*p != 0) p+; return p - s;,参数类型(char*)，实参应是字符串或存字符串的数组,例2，用指针实现字符串复制函数。直接定义： void strCopy (char *s, const char *t) while (*s = *t) != 0) s+; t+; 赋值表达式有值，0就是0，函数可简化： void strCopy (char *s, const char *t) while (*s = *t) s+; t+;,把

21、指针更新操作也写在循环测试条件里，程序是： void strCopy (char *s, const char *t) while (*s+ = *t+) ; / 空语句 注意优先级与结合性，增量运算的作用与值等,例3，利用指针，输出int数组里一段元素： void prt_seq(int *begin, int *end) for (; begin != end; +begin) printf(%dn, *begin);,prt_seq(a, a+10); prt_seq(a+5, a+10); prt_seq(a, a+3); prt_seq(a+2, a+6); prt_seq(a+4,

22、 a+4); prt_seq(a+10, a+10); 最后两个调用对应空序列。序列为“半闭半开,还可写出许多类似函数。“设置”函数： void set_seq(int *b, int *e, int v) for (; b != e; +b) *b = v;,把序列中每个元素都用其平方根取代： void sqrt_seq (double *b, double *e) for (; b!=e; +b) *b = sqrt(*b);,求平均值： double avrg(double *b, double *e) double *p, x = 0.0; if (b = e) return 0.0;

23、 for (p = b; p != e; +p) x += *p; return x / (e - b);,字符指针与字符数组,常用字符指针指向字符数组元素。如指向常量字符串或存着字符串的字符数组，通常指向字符串开始。 也可指到字符串中间，把指的东西当字符串用,定义字符指针时可用字符串常量初始化，如： char *p = Programming; 1）定义了指针p 2）建立了一个字符串常量，内容为Programming 3）令p指向该字符串常量。图(a) char a = Programming; 1）定义了一个12个字符元素的数组 2）用Programming各字符初始化a的元素，图(b,1

24、）指针p可重新赋值（数组不能赋值）： p = Programming Language C; 2）p和a类型不同，大小不同。a占12个字符的空间。 3）a的元素可以重新赋值。如： a8=e; a9=r; a10=0; a的内容现在变成“Programmer” 按规定，字符串常量不得修改,可定义字符指针变量并让它指向已有字符数组。C程序常用这种方式使用和操作字符数组内容。 例如，输入一行到数组里,enum NLINE = 256 ; char lineNLINE; int count; char *p; /*-*/ p = line; while(plineNLINE-1 /* 统计e的个数 *

25、,7.4 指针数组,复杂C程序里常用到指针的数组。 例：需要一组字符串，常用字符指针数组索引它们。如软件中错误信息常用一组字符串表示。分散管理不便。可定义指针数组，指针分别指向输出信息串常量。 也可定义其他类型的指针数组，如指向整数或者其他类型的指针的数组，下面讨论以字符指针为例,定义字符指针数组： char *pa10; 优先级也适用于定义。优先级高，pa是数组，其元素是字符指针,定义字符指针数组时用字符串常量提供初始值。例： char *days = Sunday, Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday,简单实例： p

26、rintf(Work days: ); for(i=1; i6; +i) printf(%s , daysi); printf(nWeekend: ); printf(%s %sn, days6,days0,字符指针数组实例： 改写第6章的C语言关键字统计程序，把原来的两维字符数组keywords改为字符指针数组。 只需定义下面数组，并用（关键字）字符串对各指针做初始化： char *keywords = auto, break, . . volatile, while ; 其他部分不需要改，程序可以正常工作,指针数组与两维数组 两维字符数组与字符指针数组不同 。定义： char color1

27、6=RED,GREEN,BLUE; char *color=RED,GREEN,BLUE,命令行参数的处理 启动程序的基本方式是输入命令，要求OS装入程序代码文件并执行。 命令行：描述命令的字符行。 在图形用户界面系统（如Windows）里，命令行存在于图标/菜单的定义中,源文件abcd.c得到可执行文件abcd.exe。 键入命令： abcd 该程序就会被装入执行,除命令名外，命令行常包括其他信息。DOS命令： copy a:file1.txt dir windowssystem /p 附加信息也是字符序列，称为命令行参数,前面的程序都没有包含处理命令行的功能 要写能够处理命令行参数的程序，

28、需要用C语言的命令行参数机制。 处理命令行参数很像处理函数参数，写程序时要考虑和处理程序启动时实际命令行提供的信息,命令行被看作空格分隔的字段，各个命令行参数。 命令名编号为0，其余依次编号。程序启动时把各命令行参数做成字符串，程序里可按规定方式使用。 设有程序 prog1；设启动程序的命令行是： prog1 there are five arguments 这时prog1是编为0的命令行参数，there是编号1的命令行参数，；共5个命令行参数,通过main的参数可获取命令行参数。main(void)表示不处理命令行参数，main的另一形式带两个参数： int main (int argc,

29、char *argv,main开始执行时： argc是命令行参数的个数 argv指向含argc+1个指针字符指针数组，前argc个指针指向各命令行参数串，最后有一个空指针,图为执行下面命令时 main 函数里的现场情况 prog1 there are five arguments,main参数常用argc、argv作为名字（实际上可以用其他名字）。参数类型确定,可由argc得到参数个数，通过argv访问它们。 可以访问启动程序的命令名本身。在一些系统里，0号参数还包括完整的目录路径,例：写程序echo打印各命令行参数。写程序时不知道调用时的命令行参数是什么，但可以打印它们,include in

30、t main (int argc, char *argv) int i; for (i = 0; i argc; +i) printf(Args%d: %sn, i, argvi); return 0; 书上有另一种定义方式，其中利用了最后的空指针,用IDE开发程序时，编辑/调试/执行等工作都在环境里完成，执行程序时如何提供命令行参数？ 集成开发环境都有专门机制为启动命令行提供参数（如Turbo-C的Options/Arguments）。 可转到IDE之外在命令行状态下启动程序。在图形用户界面系统里，有关命令行参数的讨论同样有效。 建立程序项、命令菜单项等也要写出实际命令行，包括提供必需的命令

31、行参数。 一些图形界面系统里可把数据文件拖到程序文件上作为处理对象。此时将自动产生一个命令行,7.5 多维数组作为参数的通用函数,函数的两维或多维数组参数必须说明除第一维外各维的大小，这使函数失去了一般通用性。 ANSI C 没提供定义处理多维数组的通用函数的标准方法。可以通过技术解决。（C99 提供了标准方式） 下面以两维数组为例，多维数组可以类似处理。 考虑： int fun1(int n, int mat10) . . matij . . 只能对第二维长10的数组使用。不能处理其他数组,mat的指向类型是int数组（两维数组的元素是一维数组）。定义没给出一维数组大小，指针定义不完全 这样

32、，编译程序虽然知道mat0的位置，但却无法算出mat1等子数组位置以及matij位置。因此编译工作无法完成。 实际中确实需定义处理多维数组的通用函数,改写为： int fun2(int n, int m, int mat) . . matij . . 这个定义错误，无法通过编译。为什么,解决方案： 考虑数组 int a108; 首元位置 for (i = 0; i m; +i) for (j = 0; j n; +j) printf(%d , *(mp + i * n + j); putchar(n); 打印数组a和另一2036的整型数组mat的调用形式： prtMatrix(10, 8,7.

33、6 动态存储管理,变量（简单变量/数组等）用于保存数据，需安排存储（称为存储分配）。 高级语言编程不需要考虑存储细节，有关工作由编译程序完成。编程效率高,在 C 语言里 外部变量/局部静态变量在编译的时候确定存储，开始执行前分配存储 自动变量在执行进入定义函数时分配存储 共同性质：变量大小都是静态确定的,例：函数中变量和参数决定了函数执行时所需要存储空间量， C 语言要求自动数组的大小用静态表达式描述。这样，函数需要的存储量就可在编译时确定。 静态处理存储的优点是方便，效率高，执行中的工作简单，速度快。 但对编程方式加了限制，有些问题不好解决,例：要处理学生成绩，需要用数组存放。但编程时并不知

34、道运行时需要处理多少学生成绩，每次处理的成绩项数也可能不同。 能否先通知数据项数，再建数据表示,理想方式（现在行不通）： int n; . scanf(%d, /* 不行！*/ . /* 读入数据，然后处理 */ 不能用变量说明scores大小（必须静态确定,至今讨论的机制无法很好解决这类问题,可能解决方案： 1）分析问题，定义适当大小的数组。若分析正确，一般都能处理。但数据很多时程序就不能用。 2）定义尽可能大的数组以满足任何需要。浪费大量存储资源。如有多个这种数组就更难办。系统可能无法容纳几个大数组，但实际上它们并不同时需要很大空间,解决的办法是“动态存储分配”。在程序运行中做存储分配工作

35、,这里的问题：程序运行中需要使用存储，有时程序对存储的需求量在写程序时不能确定,动态存储分配与释放 根据运行中的需要分配存储，取得存储块使用，称为动态存储分配。在运行中根据需要动态进行,程序里怎样使用分配的存储块？程使用变量是通过名字。动态分配的存储块没有名字，因此需要其他访问途径。 借助于指针。用指针指向存储块，间接使用被指存储。访问动态分配存储是指针的最重要用途,与此对应：动态释放，不用的动态存储块应交还,动态分配/释放由动态存储管理系统完成，这是程序运行系统的子系统，管理着称作堆（英文heap）的存储区。 大部分常规语言都有这种机制,C语言的动态存储管理机制 用标准库函数实现，,1）存储

36、分配函数malloc()。原型： void *malloc(size_t n); /*size_t是某整型*/ 分配一块不小于n的存储，返回其地址。无法满足时返回空指针值,int n; double *data; . scanf(%d, if (data = NULL) . /* 分配未完成时的处理 */ .datai.*(data+j)./*正常处理*,malloc的返回值（void*）应通过类型强制转为特定指针类型后赋给指针变量,使用注意事项： 分配存储块大小应该用sizeof计算 动态分配必须检查成功与否 动态分配的块大小也是确定的。越界使用（尤其是越界赋值）是严重错误，可能导致程序或系

37、统垮台,2）带计数和清0的存储分配函数calloc。原型： void *calloc(size_t n, size_t size); size是元素大小，n是个数。 分配一块存储，足够存n个大小为size的元素，并把元素全部清0；无法分配时返回空指针值,前面的存储分配问题也可用下面语句实现： data = (double*)calloc(n, sizeof(double); 主要差别：malloc对所分配的区域不做任何事情，calloc对整个区域自动清0,3）动态存储释放函数free。原型： void free(void *p); free释放p指的存储块。注意： 该块必须是通过动态存储分配得

38、到的 p值为空时什么也不做 执行free(p)后p值未变，被指块可能已变。不允许间接访问已释放存储块 不要对并非指向动态分配块的指针用本操作,为保证动态存储的有效使用，动态分配块不再用时应释放。动态存储块的释放只能通过调用free完成,程序例子： int fun (.) int *p; . p = (int *)malloc(.); . free(p); return .; /*退出函数前应释放函数内分配且已无用的动态存储*/ fun退出时p存在期结束，若没有访问分配块的其他途径，将不可能再用到函数里分配的存储块,动态存储的流失。 如程序长期执行，存储流失就可能成为严重问题。对实际系统可能是很

39、严重的问题,4）分配调整函数realloc。函数原型是： void *realloc(void *p, size_t n); 更改已有分配。p指原分配块，n是新大小要求。 返回大小至少为n的存储块指针。新块与原块一致：新块小时保存原块n范围内数据；新块大时原数据存在，新增部分不初始化。分配成功后原块可能改变。 无法满足时返回空指针，原块不变,常用写法(防止分配失败导致原存储块丢失) ： q = (double*)realloc(p, m * sizeof(double); if (q = NULL) /*未成功，p仍指原块，特殊处理*/ else p = q; /* 令p指向新块，正常处理 *

40、/ .,例1：修改筛法程序，由命令行参数得到所需范围。如无命令行参数则要求用户输入确定范围的整数值,先考虑整体设计。为了清晰，将筛法用函数实现。 命令行参数（字符串）需要转换到整数，定义函数： int s2int(const char *s,函数实现（标准库有类似函数atoi）： int s2int(const char *s) int n; for (n = 0; isdigit(*s); +s) n = 10 * n + (*s - 0); return n;,筛法计算包装为函数： void sieve(int lim, int an) int i, j, upb = sqrt(lim+1

41、); an0 = an1 = 0; / 建立初始向量 for (i = 2; i = lim; +i) ani = 1; for (i = 2; i = upb; +i) if (ani = 1) / i是素数 for (j = i*2; j = lim; j += i) anj = 0; / i的倍数不是素数,main的工作：1）获取范围（由命令行或用户），2）分配空间及初始化，3）执行筛法，4）打印输出,enum LARG = 65535 ; int main(int argc, char *argv) int i, j, n, *ns; if (argc = 2) n = s2int(a

42、rgv1); else getnumber(Largest: ,2,LARG,5,例2，改造成绩直方图程序，使之能处理任意个数据,如何处理事先无法确定数目的数据集合。用数组限制了能处理的项数，现在改用动态分配。 让getscores根据需要申请存储块，返回动态分配的块和实际项数。函数原型： double* readscores(int* np,由np送回项数 无法分配存储时返回NULL 如果已读了部分数据，但在扩大存储失败，就给出信息并返回部分数据,主函数： int main() int n; double *scores = readscores( . /* 其他不必修改 */,由于原来的设

43、计比较得当，现在只需做少许修改 由此可见良好设计的重要性,readscores的定义： 事先不知道数据项数，可以先分配一块，读入中发现不够用时扩大。开始分配多大？采用什么扩大策略,下面采用开始分配一块，随后不够时加倍的策略。有关存储分配和扩大策略的讨论见书,这个定义主要显示分配调整技术，没有追求完善。读入中遇到错误数据就立即结束。 数据检查和处理问题前面已讨论过，修改这个函数，使之能合理处理输入数据错误，给出有用信息，或增加其他有用功能等都留作 练习,enum INUM = 40 ; double* readscores(int* np) unsigned size = INUM, n; do

44、uble *q, x, *p; if(p=(double*)malloc(INUM*sizeof(double)=NULL) printf(No memory. Stopn); *np = 0; return NULL; for(n=0; scanf(%lf,函数、指针和动态存储分配,要用函数处理一组数据，得到处理结果，最好的方式是直接为函数提供数组位置和元素个数（或结束位置）。前面经常采用这种方式。 这时函数不必知道处理的是数组变量还是动态存储,例如，完全可以用如下方式调用筛法函数： int ns1000; int main() . sieve(1000, ns); . return 0;,

45、这时存储的问题在一个层次中管理（定义变量或动态分配）。责任清晰，易于把握，是最好的处理方案,有时无法采用上述方法。 例如前面直方图程序，只能由readscores根据情况分配存储，送出存储块地址。main用指针接收,这种做法完全正确 动态分配的块将一直存在到明确释放为止（直到对它调用free），与分配所在的函数无关。 readscores返回存储块地址不仅传回数据，也将管理这个块的责任转交给main。 可见前面的 main 结束前缺了free(scores)调用。应该加上,前面的readscores返回块地址，由参数传回块的大小（将int变量地址给int*）。 另一种可能方式是让readsco

46、res返回块大小，无法分配存储时返回0。现在考虑这种设计的问题,调用方式： if (readscores(.)=0) /*处理错误*/,函数原型应该是： int readscores(?); /* 参数类型？*/ 现在需要的是通过实参得到动态块的地址，这是一个(double*)值,已知，要想通过函数的参数取得送出来的int值，参数就应该为(int*)类型，实参用int变量地址 要通过参数送出(double*)类型的值，实参就应该传递(double*)变量的地址。因此，形参应该是指向(double*)类型的指针，也就是(double*)类型,正确的原型： int readscores(doubl

47、e* dpp,调用： if(readscores( 定义后的ULI可以像基本类型名一样用： ULI x, y, *p; ULI fun1(double x, ULI n); p = (ULI*)malloc(n*sizeof(ULI); 这种类型定义可简化程序书写，有一定实际价值,有时定义新类型可提高可读性和清晰性。如： typedef double LENGTH; typedef double AREA; 定义不同类型名可能帮人看到不一致情况,注：C语言认为定义的只是原类型的别名。LENGTH和AREA是double的别名。提高程序的可读性,用预处理命令可产生类似效果。如： #define

48、LENGTH double #define AREA double 但两种写法处理过程不同，类型定义由编译程序处理。 有些类型不能通过宏的方式（例如数组类型,定义数组类型 数组类型定义形式符合前面解释。例： typedef double VECT44; 此后可以写： VECT4 v1, v2; int intprod(VECT4 v, VECT4 u,55的双精度数组类型： typedef double MAT55; MAT a1, a2, a3; /*定义55数组变量*/ double det(MAT m); /*说明函数参数*/ MAT *p = (MAT *)malloc(sizeof(

49、MAT,定义指针类型 例如： typedef int * IP; typedef MAT * MATP,用宏定义代替它们，可能造成意想不到的结果。例如写 #define MIP int * 而后希望定义两个指针： MIP mp1, mp2; 可发现mp2不是指针，而是一个int变量。只要把这个描述按规则展开，就不难发现其中的问题。 宏是低级正文代换机制，应尽量少用。这又是一例。 需要定义类型名时，应该用typedef,复杂类型描述与解读,类型描述可能变得很复杂（C语言的缺点）。 应尽量不写复杂描述。用typedef分解，易理解/少出错。定义后可多次使用/节省时间/方便维护。 读程序时可能遇到复

50、杂类型描述。应了解类型描述的一般构造及解读方式。描述类型时也能更清楚，知道怎样写，什么地方需要加括号等,类型描述中可出现：已定义类型名，被定义标识符，构造符号（三个（组）运算符）： *() 指针数组函数 可加圆括号改变结合关系。又增加了理解难度,解读方式：符号意义不变，优先级和结合关系按运算符规定。和()结合性强，*结合力弱；和()从左到右结合，*从右向左结合。 首先辨认被说明（定义）的标识符，从它向外分析。这个标识符常出现在描述中间，被其他符号包围,一些例子： 1）int *f(int); 被说明的是f，f是一个函数。 2）int (*fp)(int); 说明的是fp。fp是一个指针，指向.

51、 3）char *argv; argv是个指针，指向(char*,4）int (*dp)16; dp是指针，它指向有16个元素的整型数组。 5）int *dp116; dp1是个16个元素的数组，其元素是整型指针。 6）int (*(*g(int)4)(double); 被说明的是函数g，有一整型参数，返回指针，指针指向4个元素的数组，数组元素是指向函数的指针，被指函数有一个双精度参数并返回整数值,类型描述就是用三种构造符号及表示结合性的括号，逐层构造起来。很复杂的类型描述非常少见。 有些构造不合法：函数不能返回数组，函数不能返回函数，函数不能作数组元素等,利用typedef能更清晰地描述复杂

52、类型。下面以例6）为例。实际分解应该根据需要，看哪个（哪些）层次的类型有逻辑意义，有用处,原描述：int (*(*g(int)4)(double); 先定义函数指针类型和函数指针数组类型： typedef int (*funp)(double); typedef funp fparray4; 有这两个类型，g的类型可以简单地说明为： fparray *g(int); g是函数，有一个int参数，返回指向fparray的指针 上面定义的两个类型也可以用于定义变量等,7.8 指向函数的指针,例：设需要定义求数学函数的根。 前面定义过一个函数，但那只是玩具，只能当作练习答案，实际中没什么用。 原因：

53、求根函数规定了被求根数学函数的名字。规定函数名则使求根函数不能用于多个函数，只能对一个特定的函数求根,程序可能需要求多个函数的根，应只写一个求根函数。 提高函数通用性方法：引进新参数。 要使求根函数能处理不同的数学函数，必须为它引进与函数有关的参数,其他许多语言也支持函数的“函数参数”，但采用的方式可能与C语言不同。 C采用函数指针是为简化语言，同时又能提供最大灵活性，可以支持其他程序设计技术。 C语言里的函数指针也有类型，一个函数指针只能指向某种特定类型（具有特定原型）的函数,C允许指向函数的指针（函数指针），可通过这种参数传递被处理函数，对不同调用可传递不同函数。 函数指针是C语言里指针的

54、另一重要用途,要定义带有函数指针参数的函数，最好是首先定义函数指针类型。 指向数学函数的指针类型： typedef double (*MFP)(double); 这里假定数学函数都是有一个双精度参数、返回双精度值的。注意类型MFP的定义形式。 (* MFP)的括号不能少，去掉后意义就变了,下面定义的FUNP是另一函数指针类型，指向有两个int参数，返回double指针值的函数： typedef double*(*FUNP)(int, int,函数指针变量的定义和使用 用函数指针类型定义指针变量： MFP p1, p2; 没定义指针类型时定义必须写（不提倡）： double (*p1)(doub

55、le),(*p2)(double,给函数指针变量赋值： 对函数名求值，得到的是指向该函数的指针值，可以赋给类型合适的函数指针变量。 无论是库函数，还是自己定义的函数，都可以赋给类型合适的函数指针变量,例，（设已经包含）函数指针赋值： p1 = sin; 赋过值的函数指针可直接当作函数使用，调用被指函数。在上面赋值之后，写 x = p1(3.24);相当于写x = sin(3.24); 写间接也可以（注意括号）： x = (*p1)(3.24,通过函数指针调用函数，被调函数由函数指针当时的值决定。同样语句在不同时刻可能调用不同函数。 为程序提供了新的灵活性。 绝不能调用悬空的函数指针,函数指针作

56、为函数的参数 求根问题：以函数指针作为求根函数的参数。重新定义弦线法求函数根的函数： double cross(MFP fp, double x1, double x2) double y1 = fp(x1), y2 = fp(x2); return (x1 * y2 - x2 * y1)/(y2 - y1); double root(MFP fp, double x1, double x2) double x, y, y1 = fp(x1); do x = cross(fp, x1, x2); y = fp(x); if (y * y1 0.0) y1 = y; x1 = x; else x

57、2 = x; while (y = 1E-6 | y = -1E-6); return x;,函数使用实例（设fun是类型合适的函数）： x = root(sin, 0.4, 4.5); y = root(fun, 1.26, 7.03); 可以在函数头部直接描述函数指针参数，如： double root(double(*fp)(double),.). 采用先定义类型的写法，程序更清晰易读，也有利于一致性的维护和程序的修改。 在任何时候，只要程序里需要用函数指针，都应该定义相应的函数指针类型,有些书上可看到下面形式的函数指针/函数指针参数： double (*p1)(), (*p2)(); int f(double (*fp)(), .) . 这是过时形式，属不良方式。绝对不要用,没有函数指针的完整类型描述，编译程序无法做类型检查，实际程序容易隐藏错误，极难发现。例如： int f(double (*fp)() . ) . x = fp(3); . . x = f(sin, .); . . y = f(