课件计算概论Lecture 15

1、计算概论(Introduction to Computing),主讲人：马思伟 北京大学数字媒体研究所 ,第十五讲 指针,函数的定义,函数的定义： 返回值类型 函数名 （参数1类型 参数名1， 参数2类型 参数名2，） 语句1； / 语句可能与参数有关 语句2； / 语句可能与参数有关 return 返回值； / 如果返回值类型为void，则不用返回语句，或返回值为空 ,函数说明和函数体,int multiple(int x,int y); /函数说明 void main() int a=0,b=0; scanf(“%d %d”, ,形参和实参,形参 定义函数时函数名后面括号中的变量名 实参

2、调用函数时函数名后面括号中的参数，可以是常量、变量、表达式 int max(int x, int y)； void main() int a, b, c; scanf(“%d, %d”, ,全局变量和局部变量,变量可分为全局变量和局部变量,它们具有不同的作用域。 局部变量（内部变量）：函数体内定义的变量，此变量仅在该函数内使用 全局变量（外部变量）：函数之外定义的变量，可为本文件中的其他函数所共用,全局变量和局部变量,局部变量（内部变量）：函数体内定义的变量，此变量仅在该函数内使用。 不同函数内可以使用相同名字的变量 形式参数也是局部变量。 复合语句中的变量仅在本复合语句中有效，复合语句结束即

3、释放内存,全局变量和局部变量,全局变量（外部变量）：函数之外定义的变量，可为本文件中的其他函数所共用 在全部执行过程中都占用存储单元。 一个函数改变了全局变量的值，将影响其他的函数 全局变量与局部变量同名时，全局变量被屏蔽，即不起作用 非必要时建议不用全局变量,全局变量和局部变量,全局变量与局部变量同名示例 int a =3, b=5; int max (int a, int b); void main() int a=8; printf(“%dn”, max(a, b); int max(int a, int b) int c; c= ab ? a:b; return (c); 最后输出结果

4、？,变量的作用域,变量的作用域 变量有效的区域 全局变量：整个程序有效 局部变量 函数内部定义：整个函数 复合语句内：复合语句范围 函数之间的变量：定义处至程序结束,变量的作用域,递归调用,递归调用的形式 一个函数直接或间接的调用该函数本身 int f (int x) int f1 (int x) int y, z; int y, z; z = f(y); z = f2(f1(y); return(2*z); return (2*z); 以上调用均为无终止调用，需要有控制条件，条件满足时结束调用,递归调用,Hannoi塔问题,A,B,C,递归调用,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C

5、,A,B,C,AC,AB,CB,AC,A,B,C,?,n ABC,n-1 ACB,n-1 BAC,学习目标,理解 “指针”的概念； “动态数组”的概念； 掌握 “指针变量”的定义方式； “指针变量”的赋值方式； “指针变量”的使用方式； “动态数组”的定义和使用；,互联网上的资源地址,/images/content/166502.jpg,N49 Nebula,可以把“网址”称为 指向资源的“指针”,内存中的资源地址,0 x0012FF70 0 x0012FF74 0 x0012FF78 0 x0012FF7C 0 x0012FF80 0 x0012FF84,

6、void main( ) int a = 15； int b = 2； int c = 76； int i = 30； int j = 126； int k = 5； ,变量的三要素,变量的地址,变量的值,变量的名字,76,0 x0012FF78,c,内存中的资源地址,/images/content/166502.jpg,N49 Nebula,把某个变量的地址称为“指向该变量的指针”,76,0 x0012FF78,c,变量地址（指针）的作用,计算机通过变量的地址（指针）操作变量,76,0 x0012FF78,c,/imag

7、es/content/166502.jpg,N49 Nebula,我们可以通过资源地址（指针）访问网络资源,变量地址（指针）的作用,计算机通过变量的地址（指针）操作变量,76,0 x0012FF78,c,printf ( “%d”, c ); 找到变量c的地址； 从地址 0 x0012FF78 开始的四个字节中取出数据； 将取出的数据送到显示器；,编译时，编译器建立 变量名 到 地址 的映射,我们能不能拿到、看到地址？,可以利用 取地址运算符“/定义int型变量c，并赋值76； int *pointer; /定义名字为pointer的指针变量; /“*”表示变量pointer的类型为指针类型；

8、 pointer = /将变量c的地址赋值给指针变量pointer； /赋值后，称指针变量pointer指向了变量c,指针变量的“基类型”,int * pointer ;,指针变量的 基类型,指针变量的 名字,指针运算符,76（int型）,0 x0012FF78,c,0 x0012FF78,pointer,0 x0012FF90,基类型：指针变量指向的变量的类型,指针变量的“基类型”,问题： 指针变量是用来存放“变量的地址”的； 既然“变量的地址”的格式都一样（VC6中4字节）； 为什么还要指定指针变量的“基类型”？,int c = 76;/定义int型变量c，并赋值76； int *poin

9、ter;/定义名字为pointer的指针变量; pointer = /为指针变量赋值；,为何要指定指针变量的“基类型”？,int *pointer1; pointer1 = , ,0 x0012FF70 0 x0012FF71 0 x0012FF72 0 x0012FF73 0 x0012FF74 0 x0012FF75 0 x0012FF76 0 x0012FF77 0 x0012FF78 0 x0012FF79 0 x0012FF7A 0 x0012FF7B,int c = 76;,float i = 3.14;,0 x0012FF75,pointer1,0 x0012FF7A,point

10、er2,指针变量的定义、赋值,定义一个指向int型变量c的指针变量 int *pointer ; pointer = ,能不能写成： int *pointer ; pointer = c ;,绝对不行！ 因为pointer是存放地址的变量，所以只能存放地址！,指针变量的使用,问题： 既然指针变量中存放的是“某个变量的地址”； 可否通过“指针变量”访问“它所指向的变量”呢？ 例如：,76,0 x0012FF78,c,0 x0012FF78,pointer,0 x0012FF90,可否利用pointer访问到变量c的值“76”呢？,指针变量的使用,则*pointer： 为“pointer所指向的存

11、储单元的内容”； “pointer所指向的存储单元的内容” 是 变量c,若有：,0 x0012FF74 0 x0012FF75 0 x0012FF76 0 x0012FF77 0 x0012FF78 0 x0012FF79 0 x0012FF7A 0 x0012FF7B,int c = 76;, ,0 x0012FF78,pointer,int c = 76; int *pointer = ,可以利用 指针运算符* 实现,指针的使用示例,#include void main( ) int c; int *pointer; c = 76; pointer = ,printf(“%d”,*poin

12、ter); 相当于 printf(“%d”, c); 结果：76,指针的使用示例,#include void main( ) int c; int *pointer; c = 76; pointer = ,可否写成：*pointer = ,问题与回答,指针变量的定义： int *pointer ; pointer = ,指针变量与变量,例如： 若 int *p = ,则： *p = *q 等价于 a = b; a = * q 等价于 a = b; *p = b 等价于 a = b;,程序举例（1）,#include void main() int akey = 0, b = 0; int *p

13、 = NULL, *q = NULL; akey = 66; p = ,程序举例（2）,#include void main() int *p1, *p2, *p; int a, b; scanf(%d, %d“, ,程序举例（2）,#include void main() int *p1, *p2, *p; int a, b; scanf(%d, %d“, ,讨论： * * * 定义一个指向变量a的指针变量pointer int *pointer = ,动态数组的引入,静态数组亦即一般数组的定义 数据类型 数组变量名数组大小； int a10; char c10; 数组大小固定为常量,需要预

14、知数组大小！ 如果数组大小不定怎么办？ 动态数组！,动态数组,申请空间 头文件 赋值 访问 空间回收,动态数组 申请空间,用前面讲过用如下方法可以定义一个数组： char name20; / 定义一个类型为char长度为20的数组。 在申请动态数组之前，先定义指向动态数组的指针。例如： char *name; 然后，用malloc()函数申请动态数组： name = (char *)malloc(20);,动态数组 头文件,使用前要在文件的开始包含文件。例如： #include void main( ) double *pd; pd = (double *)malloc(sizeof(doub

15、le) * 50); ,动态数组 赋值,int *p; p = (int *)malloc(sizeof(int) * 100); /一百个数组元素，每个元素类型为int *p = 1; / 将数组的第1个元素赋值为0 *(p+1) = 2; / 将数组的第2个元素赋值为1 *(p+2) = 3; / 将数组的第3个元素赋值为2,动态数组 赋值,与静态数组相同，动态数组的元素下标也是从0开始的。所以对上面pi所指的数组可以用如下的循环将全部元素赋初值为0： int j; for(j=0; j100; j+) *(pi+j) = 0;,动态数组 例,在使用动态数组的元素时，可以把每个数组元素看作

16、一个指针，例如： char *pc; /定义字符指针pc pc = (char *)malloc(sizeof(char) * 2); / 两个数组元素，每个元素类型为char *pc = a; / 将数组的第1个元素赋值为a *(pc+1) = b; / 将数组的第2个元素赋值为b char x, y; / 定义字符型变量x和y x = *pc; / 将pc中第一个元素的内容赋值给x; 此时x的值为a y = *(pc+1); / 将pc中第二个元素的内容赋值给y; 此时y的值为b,动态数组 空间回收,静态数组是数组变量定义时分配空间的，它的空间在该变量失效时由系统自动回收。 动态数组是用m

17、alloc()函数动态申请的，需要在程序中调用free()函数主动释放。如： char *pc; /定义字符指针pc pc = (int *)malloc(sizeof(char) * 2); / 两个数组元素，每个元素类型为char free(pc);,动态数组 注意事项,强制类型转换 malloc返回一个void *类型的地址，必须通过强制类型转换，才能赋值给特定的指针变量，如 int *pint = (int *) malloc(.); 使用sizeof() 最好使用“sizeof(类型名)*动态数组长度”形式确定分配内存的大小，如 int *pint = (int *) malloc(

18、sizeof(int)*.); 分配的内存不再使用时一定要释放 free(pint);,动态数组 注意事项,分配失败处理 malloc分配内存不能分配时，返回一个NULL值，可以根据返回值判断内存分配是否成功 int *pint = (int *)malloc(131);if (pint=NULL) printf(“Can not alloc so many memory!”); else printf(“A lot of memory are allocated!”); free(pint); ,动态数组 注意事项,正确释放内存空间 int ints20; int *pint=ints; free(pint); pint = NULL; free(pint); pint = (int *)malloc(sizeof(int)*10); if (pint!=NULL) free(pint); free(pint); ,动态数组示例,字符串复制: 申请空间存放字符串 #include #include #include int main() char str12 = “I am happy”; char *pstr = (char *) malloc(20); strcpy(pstr, str); printf(