大学C程序设计教程

大学C++程序设计教程0第7章指针本章目标掌握指针的概念和定义方法。掌握指针的操作符和指针的运算掌握指针与数组的关系。掌握指针与字符串的关系。掌握new和delete操作符作用和使用方法。学会使用VisualC++帮助系统授课内容7.1地址与指针7.2指针运算7.3指针与数组7.4动态存储分配7.5指针数组7.6指向指针的指针7.7结构体与指针7.8指针的初始化7.1地址与指针地址的概念什么是地址？如何表示地址？变量a的地址记作：&a；指针的概念什么是指针？指针如何表示？指针是C++语言具有代表性特征的功能之一，利用指针可以直接对内存中不同数据类型的数据进行快速处理，并且它为函数中各种数据的传递提供了简洁便利的方法。指针是与计算机系统内部密切相关的一种处理形式，因此正确熟练的使用指针可以编制出简洁明快、性能高、质量好的程序。指针变量——专门存放另一变量的地址。…36781516………A公司B公司C公司一排平房叫地址在C语言中还存在一种特殊的变量，它同普通变量不同之处在于其存储空间中存放的不是一般数据，而是地址。内存管理…1000……shorta;floatb;10012002200320002001a的地址b的地址取得变量、数组、函数地址的方法计算机的内存储器就象一个一维数组，每个数组元素就是一个存储单元。地址是存放信息数据的内存单元的编号。程序中定义的任何变量、数组或函数等，在编译时都会在内存中分配一个确定的地址单元。C规定：变量的地址:可以用取地址运算符‘&’来获取数组的地址:可以用数组名表示函数的地址:可以用函数名表示指针的声明声明的一般格式： 数据类型*指针变量名；举例：

int*ptr; float*array; char*s1,*s2;指针类型内存地址值是固定不变的，不同类型的指针本身所占据的存储区域都一样大。规定了用指针间接访问数据时的访问方式为指针的算术运算提供依据指针声明的举例指针在定义后必须初始化才能使用；否则，结果不确定。指针初始化的一般格式：指针变量名=数据对象；数据对象可以是变量、数组、函数、结构等。举例：int*ptr,i=10;ptr=&i; //指向单个变量char*sp=“string”; //指向字符串inta[5],*ap;ap=a; //指向数组intmax(),(*fp)();fp=max; //指向函数图7.1存储结构简图9.2指针的运算指针运算是以指针变量所持有的地址值为运算量进行的运算。因此指针运算的实质是地址的运算、指针的运算与普通变量的运算在种类和意义上都是不同的。其种类有限只能进行。1．“*”和“&”运算符2．指针变量算术运算3．指针变量比较运算4．指针变量下标运算1．“*”和“&”运算符“&”称为取地址运算符，用以返回变量的指针，即变量的地址；“*”称为指针运算符，用以返回指针所指向的基类型变量的值。设某个指针变量名字是px，同时存在另一个名字为x的普通变量，当px得到x的存储地址时（px=&x）,我们称指针px指向x的内存区域，同时可以用px对x进行加工处理。指针指向的内存区域中的数据称为指针的目标变量，目标变量用指针名前加*号表示“*”和“&”运算符【例】指针变量的定义和引用示例inta;

int*p;

p=&a;

*p=5;

cout<<a<<endl;

ap&a*p5输出5请思考：inta;

int*p;

p=&a;

*p=5;

ap5若已有：int*w;w要使w也指向a应如何操作？w=&a;或w=p;请思考：inta;

int*p;

w=p=&a;

*p=5;

ap5int*w;w要使a的值增1，应如何操作？a=a+1;或*p=*p+1;或*w=*w+1;*p*winta;

int*p;

w=p=&a;

*p=5;

ap5int*w;wa=a+1;或*p=*p+1;或*w=*w+1;*p*w等价于int*p,*w;间接运算符取地址运算符直接存取间接存取例如main(){floata,b=6.0,*p,*q;p=&a;cin>>p;*p=*p+2;q=p;p=&b;cout<<*q<<“,”<<*p;}6.0abqpfloata,b=6.0,*p,*q;p=&a;*pcin>>p;1.01.0*p=*p+2;3.0q=p;*qp=&b;*pcout<<*q<<“,”<<*p;输出：3.000000,6.000000指针变量的使用1．数值的传递：(1)直接赋值：y=x;(2)使用指针赋值：px=&x;y=*px;x数据y数据px数据y数据x数据*px2.指针传递(1)一个指针转给另一个指针：px=ps;(2)指针交换：p=ps;ps=pt;pt=p;ps&xpx&xx数据非法使用指针示例#include<stdio.h>main(){int*p,a=1;float*q;*p=5;q=&a;cout<<p<<“,”<<*p<<“,”<<*q<<“,”<<*q<<endl;}例9.1交换两个变量的值算法：交换两个变量x和y的值一定要用到第三个变量t作为周转：

t=x;x=y;y=t;实参与形参有3种结合方式： 值调用、地址调用和引用调用例9.1交换两个变量的值voidswap(intx,inty){inttmp;tmp=x;x=y;y=tmp;}voidmain(){intx=2,y=3;cout<<“x=“<<x<<“,y=“<<y<<endl; swap(x,y); cout<<"Afterexchangex&y:”<<endl;cout<<“x=“<<x<<“,y=“<<y<<endl;}图9.2验证函数swap()时的内存分配示意图图9.3函数swap()中的运算结束时的内存分配示意图例9.1交换两个变量的值（修改后）voidswap(int*xp,int*yp){inttmp;tmp=*xp;*xp=*yp;*yp=tmp;}voidmain(){intx=2,y=3;cout<<“x=“<<x<<“,y=“<<y<<endl; swap(&x,&y); cout<<"Afterexchangex&y:”<<endl;cout<<“x=“<<x<<“,y=“<<y<<endl;}图9.4函数swap()中的运算结束时的内存分配示意图指针变量的其他运算指针赋值：将一个指针赋值给另一个指针，结果是两个指针指向一个相同的地址单元。例如，jp=&a；ip=jp；ip和jp都指向a。指针的关系运算：表示所指变量在内存中的位置关系例如，ip==jp指针的算术运算：只进行加减，完成指针移动，实现对不同数据单元的访问操作。对不同的类型，移动的单位长度不同。指针+/-整数表达式7.3、指针与数组在C语言中，指针与数组的关系十分密切，它们都能处理内存中连续存放的一系列数据，数组与指针在访问内存时采用同一的地址计算方法。有些场合下指针和数组的表现形式具有相同的意义。若程序中同时声明一个short型指针；short*pa;并且通过指针赋值运算；Pa=a;或pa=&a[0];则pa指向数组a的首地址。这时：a[i]=*（a+i）=*（ptr+i）例题分析设char*ptr,*qtr;charstring[6];令ptr=string;string[1]==*(ptr+1)qtr=ptr+strlen(string);Big\0100010030x001210000x001210010x001210020x001210030x001210040x00121005ptrqtr一维数组占连续的存储单元；称第一个元素的地址为数组的地址；用数组名表示首地址。例9.2字符串复制算法分析①令指针指向字符串1首地址②将当前地址内容送字符串2③串1地址+1④重复②、③直到整个字符串复制完毕为止；⑤用循环语句实现，结束条件是当前值不为0。指针、数组名作为函数参数数组名也是指针常量，当然可以作为函数的参数。在函数调用时传递实参数组的首地址，所以在被调函数中对形参数组的处理实际就是对调用函数的实参数组的处理。在被调函数中作为形式参数的一组数组不需要说明长度，即使说明了大小也不起作用，因为C只传递数组首地址，而对数组边界不加检查。这带来的好处是，函数对长度不等的同类数组都通用。如要指定长度可以设定另一个参数来传递数组元素的个数。例9.2子函数//Example9.2:复制字符串mystrcpy(char*destin,char*source){while(*source!=0){*destin=*source;source++;destin++;}*destin=0;}//用于调试函数mystrcpy()的主函数

#include<stdio.h>voidmain(){ charstring1[100]="Iamsimple."; charstring2[100]; mystrcpy(string2,string1); cout<<string2<<endl;}例9.3数组清零算法分析（用指针实现）①令指针指向数组首地址②向当前地址赋0值③指针++④重复②、③直到整个数组处理完毕为止；⑤用循环语句实现，结束条件是循环N次，N是数组的元素个数。voidclear_array(float*ptr,intlen){float*qtr=ptr+len;while(ptr<qtr){*ptr=0.0;ptr++;}}9.4动态存储分配运算符new用来申请所需的内存

<指针>=new<类型>（<初值>）;

也可为数组申请内存：

<指针>=new<类型>[<元素数>];运算符delete用于释放先前申请到的存储块

delete<指针>；

若要释放数组的空间，必须放一个空的方括号[]在操作符delete和指向该类对象数组的指针之间。int*p=newint[size];……delete[]p;[例7-4]利用动态数组求斐波那挈数列的前n项#include<iostream.h>intmain(){ intn; cout<<"Pleaseinputn=?"; cin>>n; int*p=newint[n+1];//如果没有申请到内存或数据输入有误，则返回

if(p==0||n<=0) { cout<<"Error!"<<endl; return-1; } p[0]=0; p[1]=1; cout<<p[0]<<endl; cout<<p[1]<<endl; for(inti=2;i<=n;i++) { p[i]=p[i-2]+p[i-1]; cout<<p[i]<<endl; } delete[]p; //释放数组空间 return0;}自学内容指针数组指向指针的指针结构体与指针指针的初始化指针数组指针数组:数组元素是指针的数组声明一维指针数组的语法形式为： 数据类型*数组名[常量表达式];其中 常量表达式指出数组元素的个数， 数据类型名确定每个元素指针的类型， 数组名是指针数组的名称，同时也是这个数组的首地址。例如，char*ptr[10]; //一维指针数组，其中包括10个数组元素，均为指向字符类型的指针:int*index[10][2];//当然也可以声明二维以至多维指针数组指向指针的指针存放指针地址的变量也是指针,是“指向指针的指针”。指向指针的指针的说明方法为：<数据类型>**<指针变量名>;结构体与指针图7.8指向结构体的指42/52structStudentType{charid[10]; //学号

doublescore[5]; //五门课程成绩

doubleGPA; //平均分};可以有StudentTypexjtuStudent;StudentType*ptr＝&xjtuStudent;指针的初始化指针变量的初始化数据类型标识符*指针变量名＝初始地址值；例如: inti; int*ptr=&i;指针数组的初始化例如:char*func_namelist[]={"strcat","strchr","strcmp","strcpy","strlwr","strstr","strupr“};程序设计举例[例7-6]编写一个字符串比较函数，仅比较两个字符串的前面若干个字符，且在比较时不区分大小写字母。[例7-7]编写一个用于对整型序列进行排序的函数，排序方法使用简单选择排序法。例7-6不区分大小写字母的部分字符串比较intmystrnicmp(char*str1,char*str2,intn){while(toupper(*str1)==toupper(*str2)&&*str1!=0&&*str2!=0&&n>0){str1++;str2++;n--;}return*str1-*str2;}用于调试函数strnicmp()的主函数#include<iostream.h>#include<stdlib.h>#include<ctype.h>voidmain(){ chars1[]="JoneSmith"; chars2[]="JONESMITH"; if(strnicmp(s1,s2,10)==0) cout<<"Twostringaresame.\n"<<endl; else cout<<"Twostringaredifferent.\n";}例7-7简单选择排序#include<iostream.h>voidselectsort(int*list,intcount){ for(inti=0;i<count-1;i++) { intk=i; for(intj=i+1;j<count;j++) if(*(list+j)<*(list+k))k=j; if(k!=i) {inttmp=*(list+i); *(list+i)=*(list+k); *(list+k)=tmp; } }}intmain(){ intlist[6]={2,7,2,2,3,1}; selectsort(list,6); cout<<"Theresultis:"<<endl; for(inti=0;i<6;i++) cout<<list[i]<<""; cout<<endl; return0;}小结地址是存放信息数据的内存单元的编号。程序中定义的任何变量、数组或函