C++课件：第10章 指针.ppt

1、第10章 指针,主要内容： （1）指针和地址 （2）指针常量和指针变量 （3）指针与数组的结合应用 （4）指针与函数的结合应用 （5）指针数组与指向指针的指针变量 重点： 指针变量的定义与引用 通过指针访问数组元素 指针变量作为函数参数 返回指针值的函数,10. 1 指针和指针变量,例10.1：数据的直接访问与间接访问： main() a p int a, *p; FFD6H scanf(%d, /*输出变量p的值，即a的地址*/ 指针：就是地址，变量的指针即指向该变量的地址。 指针变量：存放内存（变量、数组、函数等）地址的变量。,指针变量,例10.2 交换两个指针变量所指向的变量的值。 ma

2、in() int a=10,b=20,t; int *p1,*p2; /*定义指向整型的指针变量p1,p2*/ p1= 图示其执行过程： 见下页,本例中指针变量的作用： 通过指针变量访问该指针变量指向的单元，指针变量的值不变。,指针变量的定义的一般格式为： 类型标识符 *指针变量名 例如: int *p; float *q; 指针变量的引用： 必须先定义，后使用 指针变量定义后，可以对其进行如下操作： 赋值、引用指针变量的值、访问指针变量指向的变量等。如上例中通过p1、p2访问变量a、b对应的单元，其中 p1表示指针变量， *p1表示p1指向的变量（即变量a）， t=a; a=b; b=t;

3、main() int x=5,y=6; swap(x,y); printf(nx=%d,y=%d,x,y); 结果:x=5,y=6 程序并未实现交换x、y的值, why? 因为参数传递是单向的，对形参的改变不影响实参的值。,指针变量作函数参数,解决以上问题的方法是： 指向变量的指针变量作函数形参，接收主调函数中实参变量的地址，实现传地址调用。 即在被调函数中通过指针变量访问（读取或修改）主调函数中对应的变量，当返回主调函数后，主调函数就得到了这些已修改过的变量的值。因此，“传地址”调用可以实现函数间多个数据的“双向传递”。,main() /*编写函数交换两个变量的值*/ int a,b; vo

4、id swap(int *p,int *q); printf(n input 2 integers:); scanf(%d%d, ,调用过程中参数的对应关系： Main: swap: a p b q *p a *q b 因此，在swap函数中通过指针变量p、q就可以访问main函数中的变量a、b了。由此可以实现函数之间的多个“数据传递”。, a: a0 a1 a5 After execute: pa=a; a0 a1 a5 a: pa pa+1 pa+2,例10. 5 分别用下标法和指针法访问一维数组。 程序（1）：下标法 main() int a 5=1,2,3,5,7, i; for(i=

5、0; i5; i+) printf(%4d, ai); 程序（2）：指针法 main() int a5=1,2,3,5,7, *p; for(p=a; pa+5; p+) printf(%5d, *p); ,程序（3）：地址法（指针常量） main() int a5=1,2,3,5,7, i; for(i=0; i5; i+) printf(%5d,*(a+i); ,指针运算,除赋值、取地址 则解释以下表达式的含义： *p *(p+1) (*p)+ *(p+) p-q,例10.3利用指针求字符串的长度。 分析：设字符串用一维字符数组str保存。 算法： s1, 首先让指针变量p指向字符串的首地

6、址。 s2, 重复判断指针变量所指的字符(*p)是否等于字符串结束标志0：若不等，则指针p指向下一个字符。 S3, 两个指针相减(p-str)即字符串的长度。 其中，s2用循环结构实现。str 是数组名，代表数组的首地址，相当于指针常量。,例10.3 程序： str main() char str=you 运行结果:string_length: 8 P+的含义：p指向下一个数组元素。思考：p+=2呢？ P-str的含义：p和str之间数据的个数（只有都指向同一数组时使用）。 程序中不能直接使用str+,因为str不是指针变量，而是指针常量。,y o u while(*srt!=0) n+; r

7、eturn n; main() char s80=sale apples.; int m; m=len(s); printf(n lenth:%6d, m); 分析参数传递过程：s = str,例10.6编写函数实现：将数组中的n个整数逆序存放。调用该函数实现将10个整数逆序存放。 main() int a10=1,2,4,6,8,9,7,5,3,10,i; int *p; void inv(int *q , int n); /*函数声明*/ printf(n before inverse:n); for(p=a; pa+10; p+) printf(“%5d”,*p); /*用指针访问数组元

8、素*/ inv(a , 10); printf( n after inverse:n); for(i=0;i10;i+) printf(“%5d”,ai);/*用下标访问*/ ,void inv(int *q , int n) /*函数inv( )实现逆序*/ int *i,*j,t; for(i=q, j=q+n-1; ij; i+, j-) t=*i; *i=*j; *j=t; return; ,3、调用函数inv()时，实参与形参的对应关系： 实参： a 10 形参：q n 结果：指针变量q接收数组a的首地址，即q指向数组a的第一个数组元素。因此，在函数inv()中通过指针变量i,j改变

9、的是数组a的元素。 函数inv()与下面的函数inver()功能等价： void inver(int b ,int n) int i, j, t; for(i=0, j=n-1; ij; i+, j-) t=bi; bi=bj; bj=t; return; 说明:形参数组名与指针变量等价。此处用b接收a的首地址，实现通过数组名b访问数组a. 指针法与下标法访问数组的区别:用指针速度快。,10.2.2 指针与二维数组,1、可以将二维数组看作一个一维数组进行访问: 通过指向数组元素的指针访问各元素。 例10.8 利用指针变量输出整型二维数组ss中的各元素。 main() int ss23=2,4,

10、6,8,10,12; int *p; printf(n); for(p=ss0;pss0+6;p+) /*p=ss0与p= ,说明：因为p是指向整型数据的指针变量，因此初值应为第一个数组元素的地址，p+使得p指向下一个数组元素。 图示： p,2 4 6 8 10 12,S00 S01 S02 S10 S11 S12,2、利用指向一维数组的指针变量访问二维数组。 例10.9 利用指向一维数组的指针变量p输出数组ss24中的各元素。 main() int ss24=2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 ; int (*p)4, j; printf(n); for(p=ss;pss+

11、2;p+) for(j=0;j4;j+) printf(%6d,*(*p)+j);/* equal to: (*p)j */ ,说明: p是指向一个包含有4个元素的一维数组的指针变量，因此， p+的含义是: 使 p 指向下一个一维数组，即移动4个元素的位置。（与例10.8中的p+比较）。 *(*p)+j)的含义：p所指向的一维数组中下标为j 的元素。 等价于 (*p)j,通过以上两例比较，可以看出两种指针变量的使用区别：指向数组元素的指针变量可以访问任意长度的数组，指向一维数组的指针变量只能访问固定长度的数组。 应用：当需用指针变量作为函数参数，编写处理任意二维数组的数据时，用方法1更合适。

12、例10.10 编写函数实现：求m*n矩阵中最大值元素的下标。并编写主函数调用之，在主函数中输出结果（较高要求的练习）。 分析: 设函数名为max，类型为void ,参数有5个，分别表示数组元素的首地址、行列数m,n、最大值元素的行列下标地址 r, c。 算法(略)：,main() int ss43=1,12,3,14,5,16,7,8,9,2,13,4; int max_r,max_c; void max(); max(ss0,4,3,(p+i*n+j)表示数组元素ssij的地址 思考： 1、若用二维数组名作函数参数，是否能实现？ 2、如何用函数实现：计算任意班级（n个人m门课）每门课的平均成

13、绩？,10.2.3 指针与字符串,字符串用字符数组来保存，可以通过数组名及下标访问，也可以通过字符指针访问。 例10.11：输入任意字符串，通过字符数组名和字符指针输出该字符串。 #include main() char string80, *str; gets(string); /*string is the address of string0*/ puts(string); str=string; /*str point to the character array */ puts(str); ,例10.12用字符数组与字符指针分别访问一字符串常量。 #include main() ch

14、ar string =you are really fine!, *str=thank you.; puts(string); puts(str); 运行结果: you are really fine! thank you.,分析： （字符数组名与字符指针变量的使用区别） *str=“thank you.”; 等价于 char *str ; str=thank you.; 而char string=“you are really fine!”; 不等价于 char string80 ; string= “you are really fine!”; 若定义： char s180,*s2; 则语

15、句： gets(s1); 是正确的 但语句：gets(s2); 不完全正确 ，因为s2未赋值就使用，这样可能使系统程序或其他数据区受到破坏，,字符指针变量作函数参数，等同于字符数组名作函数参数，实现传地址调用，便于多个函数之间的字符串的传递。 例10.14 用函数实现取子字符串：从字符串s1中第m个字符开始的全部字符复制到另一字符串。 #include main() char s180,s280; int n; void copy_str(char *p,char *q,int m); gets(s1); scanf(%d, ,void copy_str(char *p, char *q, i

16、nt m) p=p+m-1; while(*p!=0) *q=*p; p+;q+; *q = 0; 思考: 若用字符数组作函数参数，如何实现？分析参数传递的过程，有何区别？ 结论：形参数组名相当于指针变量。,10.3 指针与函数,指针变量作函数参数: 如果形参是指针变量，实参可以是变量的地址、数组元素的地址（或数组名）、函数的首地址。 本节主要介绍：指向函数的指针的使用 返回值指针值的函数（主要用于处理多个字符串） 重点:编写返回指针的函数,指向函数的指针,函数的指针：即函数名，表示函数的首地址. 例10.15指向函数的指针变量的定义、引用 #include “math.h” main() d

17、ouble x,(*p)(),y; /*注意定义与引用中的*的区别*/ x=3.14/2; p=sin; y=(*p)(x); printf(n sin: %3.1f,y); p=cos; y=(*p)(x); printf(n cos: %3.1f,y); ,指向函数的指针变量的一般定义形式为： 类型标识符 (*指针变量名)( 参数类型 )； 例如: int (*da)( ); 定义指针变量 da，它指向一个返回int 型值的函数。 应用： 利用指向函数的指针变量编写通用函数(较高要求)。 例10.16编写函数：求任意函数f(x)在区间(a,b)上的定积分。 程序（略）,返回指针值的函数,一

18、个函数的返回值可以是 int、float、double、character型等，也可以返回其他类型的值，比如指针类型。 例如: char *strcpy(char *a,char *b) char *strcat(char *s1, char *s2) char *strchr(char *s, char ch),例10.17 编写函数search()：查找字符ch在字符串str中第一次出现的位置。在主函数中输入字符串、待查找的字符，输出查找结果。 分析：函数search()的类型为指向字符数据的指针类型，参数有两个：字符型的ch和指向字符的指针变量str. 算法：从str指向的字符串的首字符

19、开始，循环比较str指向的字符是否与字符ch相等。若相等，则结束循环，返回指向该字符的指针；否则，str指向下一个字符，直到字符串结束标志0为止，返回空指针（NULL），表示没找到。,#include “stdio.h” /*程序(例10.17):*/ main() char *search(char *str,char ch); char ss80,*p,chr; printf(n input a string;); gets(ss); printf(n input a char for search:); chr=getchar(); p=search(ss,chr); if(p=NULL

20、)printf(n not found.); else printf(n position:%d(count from 0),p-ss); char *search(char *str,char ch) /*注意：函数名前的* while(*str!=0) 表示该函数的返回值为指针*/ if(*str=ch) return(str); else str+; return(NULL); ,返回指针值的函数的一般定义格式: 类型标识符 *函数名（形参表） 与其他函数的不同：函数名前有*，表示指针类型。类型标识符说明该指针指向的数据的类型。 例10.18 编写两个字符串连接的函数,返回连接后的字符串

21、的首地址。 分析: 函数类型为返回指向字符型的指针，参数两个：均为字符数组或字符型指针变量。 首先找到字符串str1的末尾，然后将字符串str2的字符逐个送入str1,最后在str1的末尾加字符串结束标记0。,#include stdio.h char *my_strcat(char *str1, char *str2) char *p=str1; while(*p!=0) p+; /*find the end of str1*/ while(*str2!=0) *p+=*str2+; *p=0; return(str1); main() char s180=we are ,s2 =good

22、friends.,*p; puts(s1); puts(s2); p=my_strcat(s1,s2); puts(p); ,*p+=*str2+;”的功能是： 将str2指向的字符赋给p指向的单元(字符串str1中的指定位置)，然后p和str均指向下一个字符。该语句等价于 *p=*str2; p+; str2+; 再比如:字符串复制。 char *strcopy( char *s , char *t) char *p=s; while( *t!=0) *s=*t; s+; t+; *s=0; return p; 上面红色的语句等价于 : while ( (*s+ = *t+)!=0) ;,1

23、0.4 指针数组和指向指针的指针,指针数组 指向指针的指针 命令行参数 要求：熟悉,10.4.1 指针数组,指针数组实际上是指向相同类型数据的指针变量的集合，每个数组元素相当于一个指针变量。 指针数组的应用： 1）用于访问由多个字符串组成的二维字符数组。优点是：节省内存、加快排序速度。 2)指针数组作main函数的形参。 例10.19用指针数组指向给定的5个字符串，然后逐个输出。 分析：5个字符串的首地址分别存放于指针数组的一个元素中；因为要处理给定的字符串，所以在程序中直接给出，而不是用户输入。 程序：l10_4_1.c（下页）,#include /*L10_4_1.c：*/ main()

24、char *str =basic,turbo c, fortran, vc+, java; int i; for(i=0;i5;i+) puts(stri); 程序中指针数组的初始化等价于: char *str5 ,string 10= basic,turbo c, fortran,vc+,java; for(i=0,i5;i+) stri=stringi; 图示二者区别：用指针数组更节省内存。 注意：指针数组与指向数组的指针变量的区别。 区分 char *str5; 与 char (*p)5;,例10.20 用指针数组实现字符串排序。(速度更快) 分析：一初始化方式存入5个名字，排序，输出。

25、 其中，10个名字用字符型指针数组保存，每个元素保存一个名字的首地址。 排序时，只交换指向字符串的指针，而不需交换两个字符串，输出时，按指针数组的元素顺序即是排序后的字符串的顺序。,#include main() void sort(),prn(); char *str =basic, turbo c, fortran, vc+, java; sort(str,5); prn(str,5); void sort(char *v, int m) /*用选择法排序*/ int i, j, k; char *t; for(i=0; i0) k=j; if(k!=i) t=vk; vk=vi; vi=

26、t; /*交换*/ ,void prn(char *v , int m) int i; for(i=0; im; i+) puts(vi); 运行结果： basic fortran java turbo c vc+,例10.4.3 指针数组作main函数的参数，实现向程序传送命令行参数。（如编程实现文件复制：copy file1name file2name CR ,详见文件一章) 下面程序（l10_4_3.c）实现：输出命令行参数。 main(int argc,char *argv ) int j; for(j=1;jargc;j+) printf(“n%s”，argvj); 运行时输入：l10_4_3 f1.dat f2.dat 则输出：f1.dat f2.dat,命令行: l10_4_3 f1.dat f2.dat argv,l10_4_30,f1.dat0,f2.dat0,下面程序与上例等价：main(int