第 十 章

1. 第 十 章 指 针

2. 主要内容: 一、指针在程序中的用途 二、地址和指针的概念 三、变量的指针和指针变量 四、数组与指针 五、字符串与指针 六、返回指针值的函数

3. 有效的表示复杂的数据结构 能动态分配内存 方便的使用字符串 直接处理内存地址 总之，指针的应用，使程序简洁、紧凑、高效。 一、指针在程序中的用途

4. 1.数据在内存中的存储、读取过程 例如：整型变量 i , j , k ; 在编译时为变量分配内存，内存示意图如图 1 所示. 内存地址编号 。。。 内存中用户数据区 3 6 9 2000 变量i 。。。 2002 变量j 2004 变量k 2000 3010 变量 p 二、指针的概念 (1) 假设变量 i,j,k 被分配的 内存地址分别为2000，2002，2004 (2) 给变量赋值为 i=3; j=6; k=9; (3) 通常，在程序中通过变量名对变量 进行存取。 • 其实程序经过编译后已将变量名转换为变量的地址，对变量值的存取都是通过变量的地址进行的。 图1

5. (1) 直接访问方式 按变量地址存取变量值的方式。 如果读取变量 i的值，直接到为变量i分配的存储单元（2000、2001字节）中取出i的值（3）即可。 访问变量的两种方式： (2) 间接访问方式 先将变量 i 的地址存放在另一个变量p中，如果读取变量 i的值，先找到变量p，从p中取出内容（2000，即变量i的起始地址），然后到2000、2001字节中取出i的值（3）。 即通过变量p访问为变量i分配的内存单元。

6. 直接访问示意图 i i p 2000 3 3 2000 2000 表示将数值3送到变量i中，可有两种表达方法： （1）将3送到变量i所标志的单元中。即直接访问方式 （2）将3送到变量p所指向的单元（变量i）中。 即间接访问方式 间接访问示意图 注意：我们并不关心变量p的存储地址， 对 变量p的访问属于直接访问。

7. 1.变量的指针 变量的地址称为变量的指针。 2. 指针变量 存储变量地址的变量称为指针变量，用来指向另一个变量。 3.*操作符 为了表示指针变量与它所指向的变量的之间的关系，在程序中用 * 符号表示“指向”。 P *P 2000 3 i 2000 三、 指针变量 例如，P代表指针变量，* P则表示P所指向的变量。 以下两个语句作用相同： i=3; *P=3;

8. 4.指针变量的定义 三、 指针变量（续） 定义形式： 基类型 *指针变量名； 举例 int i , j ; int *pointer1, *pointer2; 说明 （1）指针变量名前的*，表示该变量是指针型的变量。指针变量名为pointer1,而非 *pointer1。 （2）定义指针变量时必须指明基类型。 *注：以后几张幻灯片中提到的pointer1 pointer2是基于此例的。

9. pointer1 *pointer1 3 i 三、 指针变量 5.指针运算符 & 如何使一个指针变量指向一个变量呢？ 使用取地址运算符 &，即 ：pointer1=&i； pointer2=&j; 赋值语句pointer1=&i；实现将变量i的地址保存入指针变量pointer1中。如右图所示。 你能画出第二个赋值语句的示意图吗？

10. 6.指针变量的引用 pointer1 *pointer1 3 i 三、 指针变量（续） 与指针变量有关的两个运算符：& : 取地址运算符 * ：间接访问运算符 例如 i=3;pointer1=&i；printf("%d",*pointer1); 说明 （1）上例将打印出i的值。 （2）*pointer1 与普通的整型变量一样使用，但前提是pointer1 必须已经明确地指向了某整型变量，或者说指针变量中必须已经存有了某整型变量的起始地址。

11. 例1： 输入两个整数，按先大后小输出这两个整数 三、 指针变量（续） #include <stdio.h> void main() { int *p1, *p2, *p, a, b; scanf("%d%d",&a,&b); p1=&a; p2=&b; /* 取变量的地址*/ if(a<b) { p=p1; p1=p2; p2=p; } /* 指针变量间的相互赋值*/ printf("%d%d",a,b); printf("max=%d", *p1, *p2 ); } 你能画出程序中指针处理过程的示意图吗？

12. 7.指针变量作为函数参数 三、 指针变量（续） 函数的实参值是地址，函数的形参应定义为指针类型，此时，实参和形参之间仍然是传值方式。参见例2。 变量a,b的地址被传递 到函数的形参变量p1,p2中 #include <stdio.h> void swap(int *p1, int *p2) { int temp; temp=*p1；*p1=*p2; *p2=temp; } void main() { int a,b,*pointer1, *pointer2; scanf("%d%d",&a,&b); pointer1=&a; pointer2=&b; /* 取变量的地址*/ if(a<b) swap(pointer1,pointer2); /* 函数调用，实参为指针变量*/ printf("%d%d",a,b);/* 打印函数调用后，变量a,b的值，观察其变化*/ } 在被调函数中，通过间接访问， 改变了主调函数中实参变量的值。

13. 1.数组的存储 四、数组与指针 例如，定义数组 int a[10]; 2000 a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] • 数组在内存中占一片连续的存储区，该存储区的大小与数组的元素类型和数组长度有关。 • 每个数组元素占用相同大小的存储空间。 • 利用数组存储区的起始地址，可以逐个获得每个数组元素的存储地址。 2002 2004 2006 2000+4*2 注：假设数组a的存储区起始地址为2000。 由上图可知，数组元素a[i]的存储地址的计算公式为： 数组a的起始地址+i×元素类型占内存的字节数 2000+9*2 图2

14. 四、数组与指针 2.指向数组元素的指针 例如，int a[10]； int*p； 对指针变量p赋值：p=&a[0]; 则使p指向了数组的第一个元素。 C语言规定：数组名代表数组的起始地址，该地址在程序运行过程中不能修改。 即数组名a是个常量。 因此，下面对指针变量p赋值的两个语句等价： p=&a[0]; p=a; 因此定义指向数组的指针变量时，可以对其初始化：int a[10]； int*p=a； (或 int*p=&a[0]； )

15. 四、数组与指针 3.通过指针变量引用数组元素 例如，定义：int a[10] ，*p=a; 可有如下操作： p=a; p=&a[1]; *p=10; 4.指针变量表达式和指针的算术运算符 （1） 可以对指针进行有限的算术运算，包括自增运算（++）、自减运算（--）、加上一个整数、减去一个整数，以及减去一个指针变量。 （2）指针运算的结果依赖于指针所指向的对象的大小。 指针的算术运算的规则是： 当一个指针加上或减去一个整数时，指针并非简单的加上或减去该整数值， 而是加上或减去该整数与指针指向的对象的大小的乘积。 例如：int a[10] ，*p=a; 则 p=p+1; 使指针变量的值更新为数组元素a[1]的地址，即p指向了数组元素a[1]。

16. 四、数组与指针 例如：int a[10] ，*p=a，*q,x; 假定数组a的起始地址为2000,则下列每个操作后变量的值分别为多少？ 指针的算术运算 除了用于数组外 没有什么意义 p=p+1; p的值为2002，p指向数组元素a[1]. q=p; q的值为2002, q指向数组元素a[1]. q+=2; q的值为2006, q指向数组元素a[3]. 得到： 从p到q的数组元素的个数 x=q-p; x 的值为2 p++; p的值为2004, p指向数组元素a[2]. 通过++ 运算， 让指针变量指向数组中 的下一个元素。 ++p; p的值为2006 , p指向数组元素a[3]. --p; p的值为2004, p指向数组元素a[2]. 通过 -- 运算， 让指针变量指向数组中 的上一个元素。 p--; p的值为2002, p指向数组元素a[1]. 注意：a++是错误的，为什么呢？

17. 四、数组与指针 5.指针和数组的关系 C语言中数组与指针关系密切，它们几乎可以互换。数组名可认为是一个常量指针，指针可以完成涉及数组下标的操作。 例如：int a[10] ，*p=a; 则，p指向数组的第一个元素，可用如下的指针表达式引用数组元素a[3]*(p+3) 式中的 3 是对于指针变量p的偏移量。 当p指向数组的起始位置时，偏移量等于数组的下标。 *(p+3) 这种表示法称为“指针表示法” （或 *(a+3) ） 注意 因为*的优先级高于+，所以圆括号是必需的。 总结 至此，引用一个数组元素，可以采用如下两种方法之一： (1) 下标法: 如a[i] (2) 指针法：如 *(p+i) 或 *(a+i)

18. 四、数组与指针 例3：输出数组中的全部元素。（采用三种方法输出数组元素的值） 1.下标法 2. 通过数组名计算数组元素的地址，找出元素的值 #include <stdio.h> void main() { int a[10] , i ; for(i=0; i<10;i++) scanf("%d",&a[i]); for(i=0; i<10;i++) printf("%d",a[i]); } #include <stdio.h> void main() { int a[10] , i ; for(i=0; i<10;i++) scanf("%d",&a[i]); for(i=0; i<10;i++) printf("%d",*(a+i)); } 3. 用指针变量指向数组元素 #include <stdio.h> void main() { int a[10] , i ,*p; for(i=0; i<10;i++) scanf("%d",&a[i]); for(p=a; p<(a+10); p++) printf("%d", *p); } （1）用下标法直观； （2）用前两种方法效率一样； C编译系统是将a[i]转换为 *(a+i)来处理的 （3）用第三种方法省时间， p++操作快。

19. 四、数组与指针 6.用数组名作函数的参数 首先回顾第八章“函数”中介绍的数组名作函数参数的情形： #include <stdio.h> void main() { int array[10] ; ... f(array,10); ... } void f( int arr[], int n) { ... ... } 规定：如果形参数组中 元素的值发生变化， 实参数组元素的值 随之变化。 说明 （1） 实参数组名代表该数组首元素的地址。而形参是用来接收 从实参传递过来的数组首元素的地址。因此，形参应该是一个指针变量（只有指针变量才能存放地址）。 （2） 虽然函数 f 的原型为 void f( int arr[], int n) ，但编译时是将arr数组按指针变量来处理的。即： void f( int arr[], int n) 与 void f( int *arr, int n) 等价

20. i, x p=x+m j 四、数组与指针 例4.将数组a中n个元素按相反的顺序存放。 a 数组 #include <stdio.h> void inv( int *x, int n) /* 形参为指针变量*/ { int *p, temp,*i,*j, m=(n-1)/2; i=x; j=x+n-1; p=x+m；for(;i<=p; i++,j--) { temp=*i; *i=*j; *j=temp;} return; } void main() { int i,a[10]={3,7,9,11,0,6,7,5,4,2}; for(i=0;i<10;i++) printf("%d",a[i]); inv(a , 10 ); /* 函数调用，实参为数组名*/ for(i=0;i<10;i++) printf("%d",a[i]); } a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] 图3

21. x 四、数组与指针 例5.用选择法对10个整数按由小到大顺序排序。 #include <stdio.h> void sort( int *x, int n) /* 形参为指针变量*/ { int i,j,k,t; for(i=0;i<n-1; i++) { k=i; for(j=i+1;j<n;j++) if( *(x+j)>*(x+k)) k=j; if(k!=i) {t=*(x+i);*(x+i)=*(x+k);*(x+k)=t;} } } void main() { int *p,i,a[10]; p=a; for(i=0;i<10;i++,p++) scanf("%d",p); sort(p , 10 ); /* 函数调用，实参为指针变量*/ for(i=0, p=a;i<10;i++,p++) printf("%d",*p); } a 数组 a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9] 图4

22. 四、数组与指针 7.指针和多维数组 假设有数组定义： int a[3][4]; 多维数组元素的地址 C语言规定：(1) 二维数组的起始地址为a; (2) 此二维数组由三个行元素组成：a[0],a[1],a[2]; (3) 每个行元素又是一个一维数组,包含4个元素：a[0] 为第一行的起始地址；a[0] 可用*a表示。a[1] 为第二行的起始地址；a[1] 可用*(a+1)表示。a[2] 为第三行的起始地址；a[2] 可用*(a+2)表示。(4) 第0行第0列的元素a[0][0]的地址为： a[0] ，也可用 *a表示。第0行第1列的元素a[0][1]的地址为： a[0]+1，也可用 *a+1表示。 第0行第2列的元素a[0][2]的地址为： a[0]+2，也可用 *a+2表示。第0行第3列的元素a[0][3]的地址为： a[0]+3，也可用 *a+3表示。(5) 第0行第0列的元素a[0][0]可表示为： *(a[0])，也可用 *(*a)表示。第0行第1列的元素a[0][1]可表示为： *(a[0]+1),也可用 *(*a+1)表示。 第0行第2列的元素a[0][2]可表示为： *(a[0]+2),也可用 *(*a+2)表示。第0行第3列的元素a[0][3]可表示为： *(a[0]+3),也可用 *(*a+3)表示。(6) 第1行第3列的元素a[1][3]可表示为： *(a[1]+3),也可用 *(*(a+1)+3)表示。 把 a 看成一维数组时，按照前面给出方法 表示一维数组的元素。

23. 五、字符串与指针 1.字符串的表示形式 在C程序中，用两种方法访问字符串：（1）用字符数组存放一个字符串。 （2）用字符指针指向一个字符串。 （1）用字符数组存放一个字符串。 （2）用字符指针指向一个字符串。 #include <stdio.h> void main() { char string[]="china!" ; printf("%s\n",string); } #include <stdio.h> void main() { char *string="china!" ; printf("%s\n",string); } 用字符串常量 初始化字符指针 用字符串常量 初始化字符数组

24. 五、字符串与指针 2.访问字符串中的字符 例6.将字符串a复制为字符串b。 #include <stdio.h> void main() { char a[]="I love china!" ,b[20]; int i; for(i=0;*(a+i)!='\0'; i++)*(b+i)=*(a+i);*(b+i)='\0'; printf("%s\n",b); }

25. 五、字符串与指针 3.字符串指针作函数参数 例7. 用函数调用实现字符串a复制。 #include <stdio.h>void copy_string(char *from, char *to) { for(; *from!='\0'; from++,to++) *to=*from; *to='\0'; } void main() { char a[]="I love china!" ,b[20]; int i; copy_string(a,b); printf("%s\n",b); } 此循环可改为：while((*to=*from)!='\0'){to++; from++;}

26. 六、返回指针值的函数 指针函数的定义 一个函数可以返回一个int型、float型、char型的数据，也可以返回一个指针类型的数据。 返回指针值的函数简称为指针函数。 定义形式 函数类型 *函数名([形参表]) 举例 int *func(int x , int y ){ char *string; ... return(string);}

27. 作 业 P258: 10.1, 10.3, 10.6