《皮德常C++程序设计教程》Chapter-5

1、1第第5章章 指针指针 皮德常皮德常南京航空航天大学南京航空航天大学 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院25.1 指针的概念指针的概念 例如，假设定义有如下例如，假设定义有如下2个变量：个变量：int num=123;char ch=A; 35.2 指针变量指针变量 存放指针或者说地址的变量就是指针变量。存放指针或者说地址的变量就是指针变量。 一般变量的内存单元中存放的是数据，指针变量一般变量的内存单元中存放的是数据，指针变量的内存单元中存放的是地址。的内存单元中存放的是地址。45.2.1 定义指针变量定义指针变量 例如：例如：int*pInt ; char*pChar ; 1：指针不指

2、向内存的：指针不指向内存的0号单元。如果指针变量值为号单元。如果指针变量值为0（即（即NULL )，表示空指针。，表示空指针。2. 地址值与整型数值不同。如地址地址值与整型数值不同。如地址1000与整数与整数1000。3. 无论是何种类型的指针都占无论是何种类型的指针都占4个字节的内存空间。个字节的内存空间。例如：例如：int *pInt ;char *pChar ;double *pDouble ;float *pFloat ;cout sizeof( pInt) t sizeof( pChar) t sizeof( pDouble) t sizeof( pFloat) endl; Ex5-

3、a.cpp65.2.2 运算符运算符 & 和和 * &：取内存变量地址，例如：取内存变量地址，例如：char *pChar, ch=A;pChar = &ch ; 75.2.2 运算符运算符 & 和和 * 2. *：通过指针间接访问所指变量：通过指针间接访问所指变量 char *pChar, ch1=A, ch2 ;pChar = &ch1;ch2 = *pChar; *pChar = B ; 指针变量初始化：指针变量初始化：char ch=A, *pChar = &ch, *p = NULL ; 85.2.2 运算符运算符 & 和和 *

4、 思考思考: *符号的含义：符号的含义：1. int num=16，*pInt=# *pInt =123; 3. num *= 123; 95.2.3 引用指针变量引用指针变量 例如：例如：1 intx = 30 , y = 90; 2 int*p1=&x , *p2 = &y, *t ;3 t = p1; p1 = p2;p2 = t;思考：思考：*p1、 *p2、x 和和 y的值？如下形式又是多少？的值？如下形式又是多少？1intx = 30 , y = 90; 2int*p1 = &x , *p2 = &y, t ;3t = *p1; *p

5、1 = *p2;*p2 = t; 105.3 指针与数组指针与数组 访问数组的方式：下标形式、指针形式。访问数组的方式：下标形式、指针形式。 数组要么在静态存储区中被创建，如全局数组和静态数数组要么在静态存储区中被创建，如全局数组和静态数组；要么在栈上被创建，如一般的局部数组。组；要么在栈上被创建，如一般的局部数组。 数组名对应着一块内存，其地址与容量在其生命期内保数组名对应着一块内存，其地址与容量在其生命期内保持不变，只有数组的内容可以改变。持不变，只有数组的内容可以改变。 指针可以指向任意类型的内存块，它的特征是指针可以指向任意类型的内存块，它的特征是“可变可变”。指针比数组灵活，但也更容

6、易出错。指针比数组灵活，但也更容易出错。 115.3.1 指向数组元素的指针指向数组元素的指针 数组名代表该数组的开始地址，这意味着数组名是数组名代表该数组的开始地址，这意味着数组名是一个指针常量，例如：一个指针常量，例如： int a10;int a10, *p;p = &a0; 则则 p、 a 、 &a0是一个值。是一个值。125.3.1 指向数组元素的指针指向数组元素的指针 思考：思考：下面的程序涉及指针与数组，有什么错？下面的程序涉及指针与数组，有什么错？ char str = hello; str0 = X; cout str endl; char *p = worl

7、d; p0 = X; / 编译器查不出该错误编译器查不出该错误 cout p endl; Ex5-b.cpp135.3.2 指针的运算指针的运算 1指针指针 整数值整数值 例：例：int a10, *p1, *p2;p1 = &a2; p2 = p1 + 3; 注意如下形式，易错：注意如下形式，易错：int m = *p1+ , n = *+p2; 【例例5.1】通过指针使一个数组逆序存放。通过指针使一个数组逆序存放。 int set = 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80;int *p1,*p2, t, i, length ;length = sizeof(

8、set) / sizeof(set0);p1 = set;p2= set + length -1;for( i = 0; i length / 2; i+)t=*p1;*p1=*p2;*p2=t;p1+;-p2;for( i = 0; i length; i+)cout seti t;5-1.cpp思考：思考：如下程序段的输出结果：如下程序段的输出结果：int set = 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100， *p = &set3；cout p0 set0 *( p+3) *(set+3) ; 165.3.2 指针的运算指针的运算 2指针相减

9、，指针相减，例如：例如： int *p1 ,*p2 , n , a =2, 4, 6, 8, 10; p1 = &a1; p2 = &a4; n = p2 p1 ; n = p1 p2 ; 注意：若有指针注意：若有指针p3，让其指向数组中间的一个元素：，让其指向数组中间的一个元素：p3 = p1 + ( p2 p1 ) / 2 。 175.3.2 指针的运算指针的运算 3指针比较：指向同一个数组的两个指针可进行的比指针比较：指向同一个数组的两个指针可进行的比较包括较包括 =、!=、和和=修改修改【例例5.1】int set = 10, 20, 30, 40, 50, 60, 7

10、0, 80;int *p1,*p2, t, i, length ;length = sizeof(set) / sizeof(set0);for( p1 = set, p2 = set + length -1; p1 p2 ; p1+, p2- )t=*p1; *p1=*p2; *p2=t; 185.3.3 二维数组与指针二维数组与指针 1. 对数组的理解。对数组的理解。 行指针：如行指针：如a和和a+1 元素指针：如元素指针：如 *a 和和 *(a+1) 195.3.3 二维数组与指针二维数组与指针 2二维数组元素二维数组元素aij的表示的表示 (1) aij的地址可表示为：的地址可表示为：

11、&aij、ai+j和和 *(a+i)+j 。(2) 元素表示为：元素表示为：aij、*(ai+j)、*(*(a+i)+j) 和和 (*(a+i)j 例如：输出一个例如：输出一个23二维数组的每个元素地址和元素值：二维数组的每个元素地址和元素值：int a23=10, 20, 30, 40, 50, 60, *p ;for( p = a0; p a0 + 6; p+ ) cout setw(5) p setw(5) *p endl; Ex5-c.cpp205.3.3 二维数组与指针二维数组与指针 3行指针变量行指针变量 一维数组：一维数组： int b10, *pb = b ;pb与与b

12、、*pb与与*b、pb+1与与b+1、*( pb+1)与与*(b+1)分别等价。分别等价。 二维数组与行指针变量：二维数组与行指针变量： int a34，(*pa)4 = a; (1) pa与与a都是都是a0大元素的地址；大元素的地址； (2) *pa与与*a都是都是a0，是，是a00元素的地址；元素的地址；(3) pa+1与与a+1都是都是a1大元素的地址；大元素的地址；(4) *( pa+1)与与*(a+1) 都是都是a1，是，是a10元素的地址。元素的地址。 21【例例5.2】输出二维数组的地址。输出二维数组的地址。int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 ;

13、cout ata0t *(a+0 )t&aendl;cout a+1ta1t *(a+1)t&a1endl;cout a1+2t*(a+1)+2t &a12tendl;5.3.3 二维数组与指针二维数组与指针 5-2.cpp22【例例5.3】通过行指针变量访问二维数组元素。通过行指针变量访问二维数组元素。 int a33, (*p)3;int sum=0, i, j;srand(time(0 );p=a;for(i=0; i3; i+)for(j=0; j3; j+) *( pi+j)= rand( )%20; cout setw(5) pij;cout endl;fo

14、r(i=0; i3; i+) sum += *(*( p+i)+i) + *(*( p+i)+(2-i) ; 5.3.3 二维数组与指针二维数组与指针 5-3.cpp23【例例5.4】编写一个通用的二维数组输出函数。编写一个通用的二维数组输出函数。 void print ( int *p, int row, int col) int i; for( i=0; irow*col; i+, p+) if( i%col = 0 ) cout endl; cout setw(4) *p; cout endl; 5.3.3 二维数组与指针二维数组与指针 5-4.cpp245.4 指针与函数指针与函数 C

15、+中的函数参数的传递方式：中的函数参数的传递方式：(1)传值调用；传值调用；(2) 传引用。传引用。 另一种在函数中可以修改相应实参的方法，是通另一种在函数中可以修改相应实参的方法，是通过指针传递（实际上是传递指针的值，属于传值过指针传递（实际上是传递指针的值，属于传值调用）。调用）。 25【5.4】交换变量交换变量x与与y的值。采用基本类型的变量做函数形参。的值。采用基本类型的变量做函数形参。5.4 指针与函数指针与函数 void main ( )int x=10, y=20;swap(x, y);cout x t y endl;void swap( int a, int b)int t;t

16、 = a ; a = b ; b = t ; Ex5-d.cpp26【5.5】交换变量交换变量x与与y的值。采用引用做函数形参。的值。采用引用做函数形参。 int main ( )int x=10, y=20;swap(x, y);cout x t y endl;return 0;void swap(int &a, int &b)int t;t = a ; a = b ; b = t ; 5.4 指针与函数指针与函数 Ex5-e.cpp27【5.6】交换变量交换变量x与与y的值。采用指针做函数形参。的值。采用指针做函数形参。 int main ( )int x=10, y=20

17、;swap( &x, & y);cout x t y endl;return 0;void swap(int *px, int *py )int t;t=*px ; *px=*py ; *py= t; 5.4 指针与函数指针与函数 Ex5-f.cpp【例例5.6】将数组中从第将数组中从第i个开始的个开始的n个元素，反序存放在原数组中。个元素，反序存放在原数组中。 void reverseArray(int x ,int start, int count); int main ( ) int i,a10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;reverseArray(a,2,6

18、);for(i=0;i10;i+)cout setw(5) ai ;return 0; void reverseArray( int x ,int start, int count)int t, i, j;for(i=start,j=start+count-1; ij; i+,j-)t=xi; xi=xj; xj=t; 5-6.cpp思考下面的问题输出结果：思考下面的问题输出结果：char str = hello world;char *ps = str;cout sizeof(str) endl;cout sizeof( ps) endl;void fun(char str100)cout

19、sizeof(str) m ; p = search( score,m); for(i=0;i4;i+) cout setw(5) *( p+i);5-7.cpp31函数可返回一个指针，但必须保证指针指向的对象存在。函数可返回一个指针，但必须保证指针指向的对象存在。分析如下函数存在的错误：分析如下函数存在的错误： char *getName( )char name81;cout y ? x: y; funP=max ; 调用函数调用函数max的方法：的方法： k = max(10,20 ); k = (*funP)(10,20 ); k = funP(10,20 ); 33指向函数的指针指向函

20、数的指针 【5.8】采用函数名做参数。采用函数名做参数。 int max(int, int) ;int min(int, int) ;int add(int, int) ;int process(int x, int y, int (*fun)(int, int) return fun(x, y) ; void main ( )int a, b ;cin a b ;cout process(a, b, max) endl ; cout process(a, b, min) endl ;cout process(a, b, add) endl ;5-8.cpp345.5 指针数组与指向指针的指针

21、指针数组与指向指针的指针 5.5.1 指针数组指针数组 例如：例如：int *pInt5; 思考如下程序片段的含义：思考如下程序片段的含义：int a6, *p3, i;for(i=0; i 6; +i) ai = i*3;for(i=0; i 3; +i)pi=&ai*2;for(i=0; i 3; +i)cout setw(5) *( pi+1);自学自学【例例5.10】。 355.5.2 main 函数的参数函数的参数 在在main( )函数头部声明的格式为：函数头部声明的格式为： int main( int argc, char *argv ) int main (int ar

22、gc, char *argv) argc表示命令行中字符串的个数。表示命令行中字符串的个数。argv 指向命令行中的各个字符串。指向命令行中的各个字符串。36【例例5.11】通过命令行参数计算输入数据的和。通过命令行参数计算输入数据的和。void main (int argc, char *argv ) int sum, i; cout Command name: argv0 endl; for(sum=0, i=1; iargc; i+) sum += atoi(argvi);cout Sum is: sum endl; 5-11.cpp37思考如下程序段的输出结果：思考如下程序段的输出结果

23、：void main (int argc, char *argv ) cout + * + * + argv endl;cout + * + * argv endl; Ex5-i.cpp385.5.3 指向指针的指针指向指针的指针 例如：例如：int x=89，*p = &x ， *pp; p = &x ;pp = &p ; void main( ) int a =10, 20, 30, 40, 50; int *p =a, a+1, a+2, a+3, a+4; int *pp=p; cout setw(5) *p4;cout setw(5) *( p+1);cout

24、 setw(5) *pp+;cout setw(5) *+pp;cout setw(5) *+*pp endl; 分析该程序分析该程序的输出结果的输出结果Ex5-j.cpp395.6 内存的动态分配和释放内存的动态分配和释放 分配单个元素空间：分配单个元素空间：int *iptr ;iptr = new int ;*iptr = 25 ;iptr = new int(30 ) ;cout *iptr;total += *iptr ;delete iptr ;分配一片空间：分配一片空间：int *a ;a = new int 100 ;if ( NULL = a ) cout 分配空间失败分配空

25、间失败 ! n” ; exit ( 0 ) ; delete a ;405.6 内存的动态分配和释放内存的动态分配和释放 如果函数的参数是一个指针，不要用该指针去申请动态内存，如果函数的参数是一个指针，不要用该指针去申请动态内存，例如：例如：void getMemory(char *p, int num) p = new charnum;void test( ) char *str = NULL; getMemory(str, 100 ); strcpy(str, hello); Ex5-k.cpp【例例5.12】new和和delete操作符的应用。要求用户输入每天的操作符的应用。要求用户输入

26、每天的销售量，并把这些数据存储在动态分配的数组中，然后计算销售量，并把这些数据存储在动态分配的数组中，然后计算它们的总和与平均值。它们的总和与平均值。 int main ( ) float *sales, total = 0, average ; int numDays , count ; cout numDays ; sales = new float numDays ; if ( NULL = sales ) cout 分配内存空间失败分配内存空间失败 !n ; exit ( 0 ) ; 5-12.cpp cout 请输入如下的销售量请输入如下的销售量n ; for ( count = 0

27、 ; count numDays ; count+ ) cout 第第 (count + 1) sales count ; for ( count = 0 ; count numDays ; count+ ) total += sales count ; average = total / numDays ; cout.precision ( 2 ) ; cout.setf ( ios:fixed | ios:showpoint ) ; cout n总的销售量总的销售量: total endl ; cout 平均销售量平均销售量: average endl ; delete sales ; r

28、eturn 0; 435.7 void和和const修饰指针变量修饰指针变量 5.7.1 void修饰指针修饰指针 void修饰指针代表是一种不确定类型的指针。修饰指针代表是一种不确定类型的指针。 1. 任何类型的指针都可以直接赋给它，无需类型转换：任何类型的指针都可以直接赋给它，无需类型转换： void *p1;int *p2; p1 = p2;2. 不能对不能对void指针进行算术操作：指针进行算术操作： void * p; p+; p += 1; 【例例5.13】交换两个数的通用程序，可交换整数、字符或同交换两个数的通用程序，可交换整数、字符或同等类型且个数相等的数组。等类型且个数相等的

29、数组。 void swap(void *p1, void *p2, int elemNumber);int main ( ) double x=99.9, y=88.8;swap( &x, &y, sizeof(double) );cout交换后交换后:x=x y=yendl;int a =1,2,3,4,5, b =31,32,33,34,35;swap( a, b, sizeof(a);for(i=0;isizeof(a)/sizeof(*a); i+)cout setw(5)ai;coutendl b=;for(i=0;isizeof(b)/sizeof(*b); i+)

30、cout setw(5)bi;coutendl;5-13.cppvoid swap( void *p1, void *p2, int elemNumber)char *first=(char *)p1, *second=(char *)p2, temp;for(int k=0;kelemNumber;k+) temp=firstk;firstk=secondk;secondk=temp;465.7.2 const修饰指针修饰指针 1由由const定义的指针常量，可以改变指针所指定义的指针常量，可以改变指针所指的空间，但不可以通过指针改变现在所指的内容，的空间，但不可以通过指针改变现在所指的内容

31、，例如：例如： int i=6; const int *p1=&i; const int m=30; const int *p2=&m; *p1=16;/错误错误 p1=&m;/正确正确475.7.2 const修饰指针修饰指针 2通过通过const定义常量指针，通过这种变量，可定义常量指针，通过这种变量，可以改变指针所指向空间中的内容，但不能改变指以改变指针所指向空间中的内容，但不能改变指针的指向，例如：针的指向，例如： char stringA10=abcd, stringB10=xyz; char *const sp=stringA; sp = stringB;/

32、错误错误 *(sp+1)=t; coutstringA=spendl;485.7.2 const修饰指针修饰指针 3指向指向const变量的指针变量，不可以通过这种变量的指针变量，不可以通过这种指针变量修改所指的内容，也不可以改变指针的指针变量修改所指的内容，也不可以改变指针的指向，例如：指向，例如：int i=100, j=200;const int * const p=&i; i=20;/ 正确正确*p=0;/ 错误错误 p=&j;/ 错误错误495.8 对容易混淆概念的总结对容易混淆概念的总结 1. int *p; p是一个指向整型量的一般指针。是一个指向整型量的一般指针

33、。int i, a10, b34, *p;p=&i; / p指向简单整型变量指向简单整型变量 p=&a3; / p指向一个元素指向一个元素 p=&b23; / p指向一个元素指向一个元素 p=a;p+; / 正确正确 a+; / 错误错误 +*p / 将将p指向的变量值加指向的变量值加1 505.8 对容易混淆概念的总结对容易混淆概念的总结 2. int (*p)M; / p是一个行指针。是一个行指针。int a34, (*p)4;p=a;p+; / p指向数组指向数组a的下一行的下一行3. int * pM; / 由指针构成的数组，指针数组，由指针构成的数组，指针数组，4. int *p; / 指向整型指针的指针。指