5- 灵活使用指针处理问题

本书结合汽车技术发展和汽车类专业特点，按照“由简到难、循序渐进”的原则，共设置了“绪论”“汽车程序设计基础”“汽车嵌入式技术基础”三部分内容。通过本书的学习，可以从整体上加深理解汽车电子控制系统的组成和工作原理，对后续的汽车电子控制技术类课程和智能网联汽车技术类课程学习奠定良好的汽车计算机基础。

本书特色：任务驱动，理实一体，学以致用。内容组织由简到难、循序渐进，灵活采用对比法、类比法、启发法、实验法等多种教学方法，有效降低教学难度和学习难度。

本书可作为高职院校汽车类专业的汽车计算机基础教材，也可供从事相关技术的工程人员参考。第1单元：C语言程序设计入门第2单元：利用三种结构程序解决实际问题第3单元：利用数组处理同类型的批量数据第4单元：利用函数实现模块化程序设计第5单元：灵活使用指针处理问题第6单元：利用结构体类型解决实际问题汽车程序设计基础

第5单元灵活使用指针处理问题【单元导读】

指针是C语言中广泛使用的一种数据类型。通过指针，可对计算机的硬件地址直接操作，在嵌入式软件设计中应用非常广泛。利用指针编写的程序具有精炼、高效的优点。单元学习目标：（1）理解指针的概念。（2）掌握利用指针引用普通变量的方法。（3）掌握利用指针引用数组元素的方法。（4）掌握利用指针处理字符串的方法。（5）能够利用指针作为函数参数进行程序设计。任务5.1理解指针的基本概念

对变量值的存、取都是通过变量的地址进行的。

例如，scanf("%d",&i);将键盘上输入的数据送给变量i对应的地址单元中。

再如，

printf("%d",i);从变量i对应的地址单元中取出变量i的值。

直接按照变量名（对应一个内存地址）进行的访问，称为“直接访问”方式。

除了采用“直接访问”方式，还可以采用“间接访问”方式。

要读取变量i的值，可以先找到变量p，从中取出i的地址(2000)，然后到地址为2000的内存单元取出i的值(3)。

通过变量p能够找到变量i，可以说变量p指向了变量i，在C语言中，将地址形象地称为“指针”。

一个变量的地址，称为该变量的“指针”。例如，地址2000是变量i的指针；而变量p用来存放变量i的地址，称为“指针变量”。

可通过语句“p=&i;”将变量i的地址（2000）存放到变量p中（变量

p的值就是2000）。

地址任务5.2利用指针引用普通变量5.2.1定义指针变量的方法

定义指针变量的一般形式：

类型标识符

*变量名；

例如：

int

*p1;//p1是指向整型变量的指针变量

注意：一个指针变量只能指向同类型的变量，如p2只能指向实型变量，不能指向字符变量。float

*p2;

//p2是指向实型变量的指针变量char

*p3;

//p3是指向字符变量的指针变量

所谓普通变量，是指基本数据类型（整型、实型、字符型）的变量。

变量的指针就是变量的地址。存放变量地址的变量是指针变量，用来指向另一个变量。5.2.2指针变量的引用任务5.2利用指针引用普通变量请牢记：指针变量中只能存放地址（指针）。

两个有关的运算符：

（1）&：取地址运算符。

（2）*：指针运算符（或称“间接访问”运算符），

取其指向单元的内容。

例如：

&i表示变量i的地址（2000），

*p表示指针变量p所指向的存储单元的内容（即p所指向的变量i的值

3）。任务5.2利用指针引用普通变量【例5.1】通过指针变量访问整型变量。5.2.2指针变量的引用#include

<stdio.h>intmain(void){

inta=10,b=20;

int*p1,*p2;

//定义两个指针变量，均指向整型变量

p1

=

&a;

//取变量a的地址，赋给指针变量p1

p2

=

&b;

//取变量b的地址，赋给指针变量p2printf("a=%d,b=%d\n",a,

b);printf("a=%d,b=%d\n",

*p1,*p2);//输出指针变量指向单元的内容printf("变量a的地址：%x\n",p1);//输出变量a的地址printf("变量b的地址：%x\n",

p2);

//输出变量b的地址}5.2.2指针变量的引用任务5.2利用指针引用普通变量inta;int*p;p=&a;inta;int*p=&a;

（1）等价。与说明：（2）不能直接将一个地址常数赋给一个指针变量，只有强制类型转换后才能赋值：

int*p

=

0x12345600;

//错误

int*p

=

(int*)0x12345600;

//正确

（3）注意“*p”在定义和引用中的区别：

定义时：*p的前面要有类型标识符，表示指针变量p是指向某种类型数据的；

引用时：*p的前面没有类型标识符，表示指针变量p所指向的存储单元的内容。5.2.3指针变量作为函数参数任务5.2利用指针引用普通变量【例5.2】变量的地址作为函数实参。

指针变量作函数参数，其作用是将一个变量的地址传递到另一个函数中。#include

<stdio.h>voidfun(int

*p);

//函数声明intmain(void){

inta;

fun(&a);

//调用fun函数，变量的地址作实参printf("a=%d\n",a);}voidfun(int

*p)

//指针变量作形参{

*p=3;

//使指针变量p所指向单元的内容为3}a&ap3【同步练习5-1】知识巩固。5.3.1指向数组元素的指针任务5.3利用指针引用数组元素

p=

&a[0];//使p指向a[0]元素

指针变量既然可以指向变量，当然也可以指向数组元素（把某一元素的地址放到一个指针变量中）。

inta[10]；

//定义a为包含10个整型数据的数组

int*p；

//定义p为指向整型数据的指针变量

下面两个语句等价：

int

*p=&a[0];

int

*p=a;

p、a、&a[0]均代表数组a的首地址（a[0]的地址）。5.3.2通过指针引用一维数组元素任务5.3利用指针引用数组元素

如果指针变量p已指向一维数组中的一个元素，则p+1指向同一数组中的下一个元素，p-1指向同一数组中的上一个元素。

（1）p+i和

a+i就是a[i]的地址，即&a[i]。或者说它们指向数组a的第i个元素。

（2）*(p+i)

或

*(a+i)就是p+i或a+i所指向的数组元素，即a[i]。例如，*(p+5)或*(a+5)就是a[5]。即*(p+5)、*(a+5)、a[5]三者等价。

如果p的初值为&a[0]，则：

（3）指向数组的指针变量也可以带下标，如p[i]与*(p+i)等价。

实际上，在编译时，对数组元素a[i]就是按*(a+i)处理的，按a+i计算a[i]的地址，因此[]实际上是变址运算符。5.3.2通过指针引用一维数组元素任务5.3利用指针引用数组元素

【例5.3】用不同形式输出数组中的全部元素。

引用一维数组元素有两种方法：下标法：a[i]。指针法：*(a+i)或*(p+i)

顺序访问数组元素时：第（3）种方法比第（1）、（2）种方法快，用指针变量直接指向元素，不必每次都重新计算地址。这种有规律地改变地址值（p++）能大大提高执行效率。（1）下标法#include

<stdio.h>intmain(void){

inta[5]={1,3,5,7,9},i;

for(i=0;i<5;i++)printf("%d",

a[i]);printf("\n");}（2）通过数组名计算元素

的地址，找出元素的值#include

<stdio.h>intmain(void){

inta[5]={1,3,5,7,9},i;

for(i=0;i<5;i++)printf("%d",*(a+i));printf("\n");}（3）用指针变量

引用数组元素

#include

<stdio.h>intmain(void){

inta[5]={1,3,5,7,9},i,*p;

for(p=a;p<a+5;p++)printf("%d",*p);

printf("\n");}for(p=a,i=0;i<5;i++,p++)

在使用指针变量引用数组元素时要特别注意：可通过改变指针变量的值（如p++）而指向不同的元素，这是合法的；而a++是错误的，因为a是数组名，它是数组的首地址，是常量。任务5.3利用指针引用数组元素

在4.4.2节曾介绍过数组名可以作函数的实参和形参。

实际上，C语言编译系统都是将形参数组名作为指针变量（存放地址）来处理的，并非真正开辟一个新的数组空间。voidf(intb[

],intn)相当于：

void

f(int*b,intn)5.3.3用数组的首地址作函数参数的应用形式本质上是一个指针变量

任务5.3利用指针引用数组元素

普通变量、数组元素，普通变量的地址、指针变量、数组名都可以作为函数参数:5.3.3用数组的首地址作函数参数的应用形式任务5.3利用指针引用数组元素在主调函数中若有一实参数组，则主调函数的实参和被调函数的形参，有4种形式（本质相同：实参向形参传递的是数组的首地址）。5.3.3用数组的首地址作函数参数的应用形式【例5.4】用指针变量作函数形参，改写例4.4给出的程序。任务5.3利用指针引用数组元素5.3.3用数组的首地址作函数参数的应用形式#include<stdio.h>voidoutput(int

b[],intn);

//函数声明intmain(void){

inta[5]={1,3,5,7,9};

output(a,5);//调用output函数，实参：数组名a、数值5}voidoutput(int

b[],intn)//形参：数组名b、变量n{

inti;

for(i=0;i<n;i++)printf("b[%d]=%d",i,b[i]);//输出形参数组元素的值}*bvoidoutput(int

*b,intn)

//形参：指针变量b、变量n{

int

*p,i;

for(i=0,p=b;p<b+n;p++,i++)printf("b[%d]=%d",i,*p);//输出指针变量p所指向的数组元素值}p【同步练习5-2】知识巩固与运用。任务5.4利用指针引用字符串

字符串广泛应用于嵌入式系统与物联网软件设计中，本节主要介绍字符串的引用方式和字符串在函数间的传递方式。5.4.1字符串的引用方式1、字符数组法【例5.5】用字符数组存放一个字符串，然后输出该字符串和第4个字符。#include<stdio.h>intmain(void){

char

str[]

=

"IloveChina!";//定义字符数组strprintf("%s\n",

str);

//用%s格式输出str整个字符串printf("%c\n",

str[3]);

//用%c格式输出一个字符数组元素}5.4.1字符串的引用方式任务5.4利用指针引用字符串【例5.6】用字符指针变量输出一个字符串和该串的第4个字符。2、字符指针法

在C语言中，用字符数组来存放字符串常量。因此可将字符串首元素（第1个字符）的地址赋给一个指针变量，通过指针变量来访问字符串，该指针就是指向字符串的指针。

使用%s输出时，先输出指针变量p所指向的一个字符，然后再输出一个字符，…，直到遇到字符串结束标志'\0'为止。#include<stdio.h>intmain(void){

char*p

=

"IloveChina!";

//定义字符指针变量p，并使其指向字符串的第1个字符printf("%s\n",

p);

//输出整个字符串printf("%c\n",

*(p+3));

//输出第4个字符}5.4.2使用字符数组与字符指针变量的区别任务5.4利用指针引用字符串

用字符数组和字符指针变量都可实现对字符串的存储和运算。区别：1、存储内容不同

字符数组可存放整个字符串；而字符指针变量只能存放字符串某个字符的地址。2、赋值方式不同（1）对字符数组赋初值：

charst[]="CLanguage";（2）对字符指针变量赋初值：

char*ps="CLanguage";也可以写成：

char*ps; ps="CLanguage";而不能写成：

charst[20];st="CLanguage";

可见，使用指针变量处理字符串更加方便。但要注意：在使用指针变量时，需