C语言课程回顾：十、C语言之指针

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C语言之指针

10 指针
- 10.1 地址指针的基本概念
- 10.2 变量的指针和指向变量的指针变量
- - 10.2.1 定义一个指针变量
  - 10.2.2 指针变量的引用
  - 10.2.3 指针变量作为函数参数
  - 10.2.4 指针变量几个问题的进一步说明
  - 10.3 数组指针和指向数组的指针变量
  - - 10.3.1 指向数组元素的指针
    - 10.3.2 通过指针引用数组元素
    - 10.3.3 数组名作函数参数
    - 10.3.4 指向多维数组的指针和指针变量
    - 10.4 字符串的指针指向字符串的针指变量
    - - 10.4.1 字符串的表示形式
      - 10.4.2 使用字符串指针变量与字符数组的区别
      - 10.5 函数指针变量
      - 10.6 指针型函数
      - 10.7 指针数组和指向指针的指针
      - 10.7.1 指针数组的概念
        10.7.2 指向指针的指针
        10.7.3 main函数的参数
        10.8 有关指针的数据类型和指针运算的小结
        10.8.1 有关指针的数据类型的小结
        10.8.2 指针运算的小结
        10.8.3 void指针类型
        10 指针
        
        指针是Ｃ语言中广泛使用的一种数据类型。运用指针编程是Ｃ语言最主要的风格之一。利用指针变量可以表示各种数据结构；能很方便地使用数组和字符串；并能象汇编语言一样处理内存地址，从而编出精练而高效的程序。指针极大地丰富了Ｃ语言的功能。学习指针是学习Ｃ语言中最重要的一环，能否正确理解和使用指针是我们是否掌握Ｃ语言的一个标志。同时，指针也是Ｃ语言中最为困难的一部分，在学习中除了要正确理解基本概念，还必须要多编程，上机调试。只要作到这些，指针也是不难掌握的。
        
        10.1 地址指针的基本概念
        
        在计算机中，所有的数据都是存放在存储器中的。一般把存储器中的一个字节称为一个内存单元，不同的数据类型所占用的内存单元数不等，如整型量占2个单元，字符量占1个单元等，在前面已有详细的介绍。为了正确地访问这些内存单元，必须为每个内存单元编上号。根据一个内存单元的编号即可准确地找到该内存单元。内存单元的编号也叫做地址。既然根据内存单元的编号或地址就可以找到所需的内存单元，所以通常也把这个地址称为指针。内存单元的指针和内存单元的内容是两个不同的概念。可以用一个通俗的例子来说明它们之间的关系。我们到银行去存取款时，银行工作人员将根据我们的帐号去找我们的存款单，找到之后在存单上写入存款、取款的金额。在这里，帐号就是存单的指针，存款数是存单的内容。对于一个内存单元来说，单元的地址即为指针，其中存放的数据才是该单元的内容。在Ｃ语言中，允许用一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量。因此，一个指针变量的值就是某个内存单元的地址或称为某内存单元的指针。
        
        图中，设有字符变量C，其内容为“K”(ASCII码为十进制数 75)，C占用了011A号单元(地址用十六进数表示)。设有指针变量P，内容为011A，这种情况我们称为P指向变量C，或说P是指向变量C的指针。
        严格地说，一个指针是一个地址，是一个常量。而一个指针变量却可以被赋予不同的指针值，是变量。但常把指针变量简称为指针。为了避免混淆，我们中约定：“指针”是指地址，是常量，“指针变量”是指取值为地址的变量。定义指针的目的是为了通过指针去访问内存单元。
        既然指针变量的值是一个地址，那么这个地址不仅可以是变量的地址，也可以是其它数据结构的地址。在一个指针变量中存放一个数组或一个函数的首地址有何意义呢？因为数组或函数都是连续存放的。通过访问指针变量取得了数组或函数的首地址，也就找到了该数组或函数。这样一来，凡是出现数组，函数的地方都可以用一个指针变量来表示，只要该指针变量中赋予数组或函数的首地址即可。这样做，将会使程序的概念十分清楚，程序本身也精练，高效。在Ｃ语言中，一种数据类型或数据结构往往都占有一组连续的内存单元。用“地址”这个概念并不能很好地描述一种数据类型或数据结构，而“指针”虽然实际上也是一个地址，但它却是一个数据结构的首地址，它是“指向”一个数据结构的，因而概念更为清楚，表示更为明确。这也是引入“指针”概念的一个重要原因。
        
        10.2 变量的指针和指向变量的指针变量
        
        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。即在Ｃ语言中，允许用一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量。因此，一个指针变量的值就是某个变量的地址或称为某变量的指针。
        为了表示指针变量和它所指向的变量之间的关系，在程序中用“”符号表示“指向”，例如，i_pointer代表指针变量，而i_pointer是i_pointer所指向的变量。
        
        因此，下面两个语句作用相同：
        i=3;
        *i_pointer=3;
        第二个语句的含义是将3赋给指针变量i_pointer所指向的变量。
        
        10.2.1 定义一个指针变量
        
        对指针变量的定义包括三个内容：
        (1) 指针类型说明，即定义变量为一个指针变量；
        (2) 指针变量名；
        (3) 变量值(指针)所指向的变量的数据类型。
        其一般形式为：
        类型说明符 *变量名；
        其中，*表示这是一个指针变量，变量名即为定义的指针变量名，类型说明符表示本指针变量所指向的变量的数据类型。
        例如： int *p1;
        表示p1是一个指针变量，它的值是某个整型变量的地址。或者说p1指向一个整型变量。至于p1究竟指向哪一个整型变量，应由向p1赋予的地址来决定。
        再如：
        int *p2; /p2是指向整型变量的指针变量/
        float *p3; /p3是指向浮点变量的指针变量/
        char *p4; /p4是指向字符变量的指针变量/
        应该注意的是，一个指针变量只能指向同类型的变量，如P3 只能指向浮点变量，不能时而指向一个浮点变量，时而又指向一个字符变量。
        
        10.2.2 指针变量的引用
        
        指针变量同普通变量一样，使用之前不仅要定义说明，而且必须赋予具体的值。未经赋值的指针变量不能使用，否则将造成系统混乱，甚至死机。指针变量的赋值只能赋予地址，决不能赋予任何其它数据，否则将引起错误。在Ｃ语言中，变量的地址是由编译系统分配的，对用户完全透明，用户不知道变量的具体地址。
        两个有关的运算符：
        
        &:取地址运算符。
        *：指针运算符（或称“间接访问” 运算符）。
        Ｃ语言中提供了地址运算符&来表示变量的地址。
        其一般形式为：
        &变量名；
        如&a表示变量a的地址，&b表示变量b的地址。变量本身必须预先说明。
        设有指向整型变量的指针变量p，如要把整型变量a 的地址赋予p可以有以下两种方式：
        (1) 指针变量初始化的方法
        int a;
        int *p=&a;
        (2) 赋值语句的方法
        int a;
        int p;
        p=&a;
        不允许把一个数赋予指针变量，故下面的赋值是错误的：
        int p;
        p=1000;
        被赋值的指针变量前不能再加“”说明符，如写为p=&a 也是错误的。
        假设:
        int i=200, x;
        int *ip;
        我们定义了两个整型变量i,x,还定义了一个指向整型数的指针变量ip。i,x中可存放整数,而ip中只能存放整型变量的地址。我们可以把i的地址赋给ip:
        ip=&i;
        此时指针变量ip指向整型变量i,假设变量i的地址为1800,这个赋值可形象理解为下图所示的联系。
        
        以后我们便可以通过指针变量ip间接访问变量i,例如:
        x=ip;
        运算符访问以ip为地址的存贮区域,而ip中存放的是变量i的地址,因此,*ip访问的是地址为1800的存贮区域(因为是整数,实际上是从1800开始的两个字节),它就是i所占用的存贮区域, 所以上面的赋值表达式等价于
        x=i;
        另外,指针变量和一般变量一样,存放在它们之中的值是可以改变的,也就是说可以改变它们的指向,假设
        int i,j,*p1,*p2;
        i=‘a’;
        j=‘b’;
        p1=&i;
        p2=&j;
        则建立如下图所示的联系:
        
        这时赋值表达式:
        p2=p1
        就使p2与p1指向同一对象i,此时*p2就等价于i,而不是j,图所示:
        
        如果执行如下表达式:
        *p2=*p1;
        则表示把p1指向的内容赋给p2所指的区域, 此时就变成图所示
        
        
        
        通过指针访问它所指向的一个变量是以间接访问的形式进行的,所以比直接访问一个变量要费时间,而且不直观,因为通过指针要访问哪一个变量,取决于指针的值(即指向),例如"*p2=*p1;“实际上就是"j=i;”,前者不仅速度慢而且目的不明。但由于指针是变量,我们可以通过改变它们的指向,以间接访问不同的变量,这给程序员带来灵活性,也使程序代码编写得更为简洁和有效。
        指针变量可出现在表达式中, 设
        int x,y，px=&x;
        指针变量px指向整数x,则px可出现在x能出现的任何地方。例如:
        y=*px+5; /表示把x的内容加5并赋给y/
        y=++*px; /*px的内容加上1之后赋给y，++*px相当于++(px)/
        y=*px++; /*相当于y=px; px++/
        【例10.1】
        
        main() { int a,b; int *pointer_1, *pointer_2; a=100;b=10; pointer_1=&a; pointer_2=&b; printf("%d,%d\n",a,b); printf("%d,%d\n",*pointer_1, *pointer_2); }
        
        对程序的说明：
        
        在开头处虽然定义了两个指针变量pointer_1和pointer_2，担它们并未指向任何一个整型变量。只是提供两个指针变量，规定它们可以指向整型变量。程序第5、6行的作用就是使pointer_1指向a，pointer_2指向b。
        
        最后一行的pointer_1和pointer_2就是变量a和b。最后两个printf函数作用是相同的。
        程序中有两处出现pointer_1和pointer_2，请区分它们的不同含义。
        程序第5、6行的“pointer_1=&a”和 “pointer_2=&b”不能写成“*pointer_1=&a”和 “pointer_2=&b”。
        请对下面再的关于“&”和“
        ”的问题进行考虑：
        如果已经执行了“pointer_1=&a；”语句，则&*pointer_1是什么含义？
        *&a含义是什么？
        (pointer_1)++和pointer_1++的区别？
        【例10.2】输入a和b两个整数，按先大后小的顺序输出a和b。
        main() { int *p1,*p2,*p,a,b; scanf("%d,%d",&a,&b); p1=&a;p2=&b; if(ap=p1;p1=p2;p2=p;} printf("\na=%d,b=%d\n",a,b); printf("max=%d,min=%d\n",*p1, *p2); } int temp; temp=*p1; *p1=*p2; *p2=temp; } main() { int a,b; int *pointer_1,*pointer_2; scanf("%d,%d",&a,&b); pointer_1=&a;pointer_2=&b; if(aint *temp; *temp=*p1; /*此语句有问题*/ *p1=*p2; *p2=temp; } int temp; temp=x； x=y; y=temp; } int *p; p=p1; p1=p2; p2=p; } main() { int a,b; int *pointer_1,*pointer_2; scanf("%d,%d",&a,&b); pointer_1=&a;pointer_2=&b; if(aint temp; temp=*pt1; *pt1=*pt2; *pt2=temp; } exchange(int *q1,int *q2,int *q3) { if(*q1 int a,b,c,*p1,*p2,*p3; scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c); p1=&a;p2=&b; p3=&c; exchange(p1,p2,p3); printf("\n%d,%d,%d \n",a,b,c); } int a=5,*p=&a; printf ("%d",*p); } int a=10,b=20,s,t,*pa,*pb; /*说明pa,pb为整型指针变量*/ pa=&a; /*给指针变量pa赋值，pa指向变量a*/ pb=&b; /*给指针变量pb赋值，pb指向变量b*/ s=*pa+*pb; /*求a+b之和,(*pa就是a,*pb就是b)*/ t=*pa**pb; /*本行是求a*b之积*/ printf("a=%d\nb=%d\na+b=%d\na*b=%d\n",a,b,a+b,a*b); printf("s=%d\nt=%d\n",s,t); } int a,b,c,*pmax,*pmin; /*pmax,pmin为整型指针变量*/ printf("input three numbers:\n"); /*输入提示*/ scanf("%d%d%d",&a,&b,&c); /*输入三个数字*/ if(ab){ /*如果第一个数字大于第二个数字．．．*/ pmax=&a; /*指针变量赋值*/ pmin=&b;} /*指针变量赋值*/ else{ pmax=&b; /*指针变量赋值*/ pmin=&a;} /*指针变量赋值*/ if(c*pmax) pmax=&c; /*判断并赋值*/ if(c int a[10],i; for(i=0;i int a[10],i; for(i=0;i int a[10],I,*p; p=a; for(i=0;i int a[10],i,*p=a; for(i=0;i *p=i; printf("a[%d]=%d\n",i++,*p++); } } int *p,i,a[10]; p=a; for(i=0;i int *p,i,a[10]; p=a; for(i=0;iint array[10]; …… …… f(array,10); …… …… } f(int arr[],int n); { …… …… } float sco[5],av,*sp; int i; sp=sco; printf("\ninput 5 scores:\n"); for(i=0;i int i; float av,s=0; for(i=0;i int temp,i,j,m=(n-1)/2; for(i=0;ij=n-1-i; temp=x[i];x[i]=x[j];x[j]=temp;} return; } main() {int i,a[10]={3,7,9,11,0,6,7,5,4,2}; printf("The original array:\n"); for(i=0;i int *p,temp,*i,*j,m=(n-1)/2; i=x;j=x+n-1;p=x+m; for(;itemp=*i;*i=*j;*j=temp;} return; } main() {int i,a[10]={3,7,9,11,0,6,7,5,4,2}; printf("The original array:\n"); for(i=0;iint *p,*array_end; array_end=array+n; max=min=*array; for(p=array+1;pint i,number[10]; printf("enter 10 integer umbers:\n"); for(i=0;iint *p,*array_end; array_end=array+n; max=min=*array; for(p=array+1;pint i,number[10],*p; p=number; /*使p指向number数组*/ printf("enter 10 integer umbers:\n"); for(i=0;iint a[10]; …… f(a,10) …… f(int x[],int n) { …… } } int a[10]; …… f(a,10) …… f(int *x,int n) { …… } } int *p,m,temp,*i,*j; m=(n-1)/2; i=x;j=x+n-1;p=x+m; for(;itemp=*i;*i=*j;*j=temp;} return; } main() {int i,arr[10]={3,7,9,11,0,6,7,5,4,2},*p; p=arr; printf("The original array:\n"); for(i=0;iint *p,i,a[10]={3,7,9,11,0,6,7,5,4,2}; printf("The original array:\n"); for(i=0;iprintf("%d ",*p);p++;} printf("\n"); } sort(int x[],int n) {int i,j,k,t; for(i=0;ik=i; for(j=i+1;jt=x[i];x[i]=x[k];x[k]=t;} } } {0,1,2,3},{4,5,6,7},{8,9,10,11}} int a[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}; printf("%d,",a); printf("%d,",*a); printf("%d,",a[0]); printf("%d,",&a[0]); printf("%d\n",&a[0][0]); printf("%d,",a+1); printf("%d,",*(a+1)); printf("%d,",a[1]); printf("%d,",&a[1]); printf("%d\n",&a[1][0]); printf("%d,",a+2); printf("%d,",*(a+2)); printf("%d,",a[2]); printf("%d,",&a[2]); printf("%d\n",&a[2][0]); printf("%d,",a[1]+1); printf("%d\n",*(a+1)+1); printf("%d,%d\n",*(a[1]+1),*(*(a+1)+1)); } int a[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}; int(*p)[4]; int i,j; p=a; for(i=0;ifor(j=0;j char string[]=”I love China!”; printf("%s\n",string); } char *string=”I love China!”; printf("%s\n",string); } char *ps="this is a book"; int n=10; ps=ps+n; printf("%s\n",ps); } char st[20],*ps; int i; printf("input a string:\n"); ps=st; scanf("%s",ps); for(i=0;ps[i]!='\0';i++) if(ps[i]=='k'){ printf("there is a 'k' in the string\n"); break; } if(ps[i]=='\0') printf("There is no 'k' in the string\n"); } static int a[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}; char *PF; PF="%d,%d,%d,%d,%d\n"; printf(PF,a,*a,a[0],&a[0],&a[0][0]); printf(PF,a+1,*(a+1),a[1],&a[1],&a[1][0]); printf(PF,a+2,*(a+2),a[2],&a[2],&a[2][0]); printf("%d,%d\n",a[1]+1,*(a+1)+1); printf("%d,%d\n",*(a[1]+1),*(*(a+1)+1)); } while((*pds=*pss)!='\0'){ pds++; pss++; } } main(){ char *pa="CHINA",b[10],*pb; pb=b; cpystr(pa,pb); printf("string a=%s\nstring b=%s\n",pa,pb); } while(*pds++=*pss++); } main(){ char *pa="CHINA",b[10],*pb; pb=b; cpystr(pa,pb); printf("string a=%s\nstring b=%s\n",pa,pb); } "C Language"}; 不能写为： char st[20]; st={"C Language"}; 而只能对字符数组的各元素逐个赋值。从以上几点可以看出字符串指针变量与字符数组在使用时的区别，同时也可看出使用指针变量更加方便。前面说过，当一个指针变量在未取得确定地址前使用是危险的，容易引起错误。但是对指针变量直接赋值是可以的。因为C系统对指针变量赋值时要给以确定的地址。因此， char *ps="C Langage"; 或者 char *ps; ps="C Language"; 都是合法的。 if(ab)return a; else return b; } main(){ int max(int a,int b); int(*pmax)(); int x,y,z; pmax=max; printf("input two numbers:\n"); scanf("%d%d",&x,&y); z=(*pmax)(x,y); printf("maxmum=%d",z); } …… /*函数体*/ } 其中函数名之前加了“*”号表明这是一个指针型函数，即返回值是一个指针。类型说明符表示了返回的指针值所指向的数据类型。如： int *ap(int x,int y) { ...... /*函数体*/ } int i; char *day_name(int n); printf("input Day No:\n"); scanf("%d",&i); if(i static char *name[]={ "Illegal day", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"}; return((n int a[3][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9}; int *pa[3]={a[0],a[1],a[2]}; int *p=a[0]; int i; for(i=0;i static char *name[]={ "Illegal day", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"}; char *ps; int i; char *day_name(char *name[],int n); printf("input Day No:\n"); scanf("%d",&i); if(i char *pp1,*pp2; pp1=*name; pp2=*(name+n); return((n void sort(char *name[],int n); void print(char *name[],int n); static char *name[]={ "CHINA","AMERICA","AUSTRALIA", "FRANCE","GERMAN"}; int n=5; sort(name,n); print(name,n); } void sort(char *name[],int n){ char *pt; int i,j,k; for(i=0;i k=i; for(j=i+1;j pt=name[i]; name[i]=name[k]; name[k]=pt; } } } void print(char *name[],int n){ int i; for (i=0;ichar *name[]={"Follow me","BASIC","Great Wall","FORTRAN","Computer desighn"}; char **p; int i; for(i=0;ip=name+i; printf("%s\n",*p); } } static int a[5]={1,3,5,7,9}; int *num[5]={&a[0],&a[1],&a[2],&a[3],&a[4]}; int **p,i; p=num; for(i=0;iprintf("%d\t",**p);p++;} }