1、c語言程序設計10-指針c語言程序設計10-指針 101 指針的概念 簡單地說，指針就是地址。 要掌握指針的概念就必須弄清： 內存地址概念? 變量與地址的關系? 如何通過地址進行變量的存取? 101 指針的概念說明例： 內存用戶數據 1000 3 i 1002 6 j 1004 9 k對變量值的存取總是按地址進行的-直接訪問。int i,j,k;i=3; j=6;k=i+j;程序經編譯后，變量名就不復存在，以地址對應。說明例：int i,j,k;程序經編譯后，變量名就不復存在也可以采用“間接訪問”方式： 先將變量i的地址存放到另一變量p1中，要訪問i時，先取出p1的內容（變量i的地址），再去訪

2、問該地址所對應的內存單元中的內容（變量i的值）。c語言程序設計10-指針 內存用戶數據 1000 3 i 1002 6 j 1004 9 k 2000 1000 p1 2004 1002 p2int i,j,k;i=3; j=6;k=i+j;int *p1, *p2;p1=&i;p2=&j; int 在以上概念的基礎上對指針下定義： 變量的地址就是該變量的指針。 存放地址的變量稱指針變量。 若p1存放了變量i的地址， 則稱p1是指向變量i的指針變量。10001002100410001002ijkp1p2369int i,j,k;i=3; j=6;k=i+j;int *p1, *p2;p1=&i

3、;p2=&j;10001002100410001002ijkp1p2369 102 變量的指針和指向變量的指針變量 變量的指針 指針變量 指向變量的指針變量 用“*”代表“指向” 如*p1代表它所指向的變量i，同一內存單元。 以下兩個語句等價： i=3; 直接訪問 *p1=3; 間接訪問int i,*p1;p1=&i; 102 變量的指針和指向變量的指針變量 內存用戶數據 1000 3 i 1002 6 j 1004 9 k 2002 1000 p1 2004 1002 p2int i,j,k;i=3; j=6;k=i+j;int *p1, *p2;p1=&i;p2=&j;*p1=5;*p2=

4、8;58int i,j,k;58 指針變量的定義 指針變量也必須先定義后使用。 int *p1;注意： *表示該變量為指針變量，但變量名是p1。 一個指針變量只能指向同一類型的變量。 int i,*p1; float a; p1=&i; 合法 p1=&a; 不合法 指針變量的定義 指針變量的引用 兩種用法： 用地址運算符& p1=&i； 用指針運算符* （實行間接訪問） *p1=100; k=*p1; 注意： 指針變量只能放地址（指針）。 p1=100; 不允許 使用指針運算符*之前，p1必須被賦值（即p1必須存放了某個變量的地址） 指針變量的引用例： T10-1.c 注意：要區別定義和引用中

5、的“*”main() int a=100,b=10; int *p1,*p2; 定義指針變量，尚無體指向 p1=&a; p1指向a p2=&b; p2指向b printf(“*p1=%d, *p2=%d n”, *p1, *p2); printf(“&a=%x,& b=%x n”,&a, &b); printf(“p1=%x, p2=%x n”, p1, p2); printf(“& p1=%x, &p2=%x n”, &p1, & p2);運算結果：*p1=100, *p2=10&a=12ff7c,& b=12ff78p1=12ff7c, p2=12ff78&p1=12ff74, &p2=1

6、2ff70例： T10-1.c 注意：要區別定義和引用中的“*”運要特別注意以下用法的后果：egp1.c int *p1; *p1=100;c語言程序設計10-指針例：輸入a和b兩個整數，按先大后小的順序輸出 main() T10-2.c int a,b,*p1, *p2, *p; scanf(“%d,%d”,&a,&b); 1000 5 a p1=&a; p2=&b; 1002 9 b if(ab) p=p1; p1=p2; p2=p; printf(“n %d,%d”,a,b); 2000 p1 printf(“n%d,%d”,*p1,*p2); 2004 p2 2006 p 改變p1和p

7、2的指向10001002100210001000例：輸入a和b兩個整數，按先大后小的順序輸出 main重要概念： 只要將某一變量的地址存入指針變量中，就可通過指針變量間接訪問該變量。 配鑰匙！c語言程序設計10-指針swap(int p1, int p2) int t; t=p1; p1=p2; p2=t; 1000 5 a 1002 9 b main() int a,b; scanf(“%d,%d”,&a,&b); 2000 p1 if(ab)swap(a, b); 2004 p2 printf(“n %d,%d”,a,b); 2006 t T10-3-1.c59595例 不用指針變量作函數

8、參數，將兩個整數按大小順序輸出。怎樣直接修改a、b的值呢？修改原件用指針！swap(int p1, int p2)59595例 指針變量作為函數的參數 可將指針變量作函數的參數，接受實參地址，獲得具體指向，進而通過指針變量間接訪問主調函數的變量。 指針變量作為函數的參數例T10-3.c用指針變量作函數參數，將兩個整數按大小順序輸出。swap(int *p1, int *p2) int t; t=*p1; *p1=*p2; *p2=t; 1000 5 a 1002 9 b main() int a,b; scanf(“%d,%d”,&a,&b); 2000 p1 if(ab)swap(&a,&b

9、); 2004 p2 printf(“n %d,%d”,a,b); 2006 t 10001002595例T10-3.c用指針變量作函數參數，將兩個整數按大小順序輸 重要概念：使用指針變量作函數參數，被調函數可以將多個結果交給主調函數。 數組名做參數，可返回該數組所有元素 還記得那個求成績最高、最低和平均值的例子？還需要用全局變量嗎？c語言程序設計10-指針例T10-4-2.c ：求n個數的最大值、最小值和平均值。float aver(int a, int n, int *max, int *min) int i; float s=0; *max=a0; *min=a0; for(i=0;i*

10、max) *max=ai; if(ai*min) *min=ai; return(s/100);main() int a100,i,max,min;float av;for(i=0;i100;i+) scanf(“%d”,&ai);av=aver(a,100,&max,&min);printf(“ %d,%d,%f”,max,min,av);例T10-4-2.c ：求n個數的最大值、最小值和平均值。m例T10-4-1.c ：編寫函數，求一元二次方程的兩個實根。#include “math.h” ? root(float a,float b,float c, ) float d; d=b*b-4

11、*a*c; if(d0|a=0)return(0); ? =(-b+sqrt(d)/2/a; ? =(-b-sqrt(d)/2/a; return(1); float *x1, float *x2 *x1 *x2 int main() int k; float a,b,c,x1,x2; scanf(“%f,%f,%f”,&a,&b,&c); k=root(a,b,c,&x1,&x2); if(k) printf(“n %f,%f”,x1,x2); 輸入：1， -10 ，25輸出：5.000000,5.000000函數參數：如不需改變（只讀）：一般參數如需改變（讀寫）：指數參數例T10-4-1.

12、c ：編寫函數，求一元二次方程的兩個實根。 103 數組的指針和指向數組的指針變量數組有一個首地址: 數組的指針。每個數組元素也都有地址: 數組元素的指針。532168742000200220042006 103 數組的指針和指向數組的指針變量5321687 指向數組元素的指針變量 int a10,*p; p=a; 指向數組 p=&a0; 指向數組元素 51247680392000200220042006p 指向數組元素的指針變量51247680392000 通過指針引用數組元素 int a10,*p; p=&a0; 或者 p=a; /p指向a0 *p=1; 等效于a0=1; 即可通過p來訪問

13、a0也可以通過p來訪問其它元素： *(p+1)=3; 等效于a1=3; 其中p+1指向a1注意：p+1不是地址加1，而是加一個數據類型單位。 通過指針引用數組元素一般地,當p指向a0時,即p=&a0; 或者 p=a; p+i a+i &ai*(p+i) *(a+i) ai pi即以下幾個語句等效：ai=10; *(p+i)=10; *(a+i)=10; pi=10;c語言程序設計10-指針舉例：用三種方法輸出數組元素例T10-5-1.c 用“數組名+下標”的方法main()int i, a5;for(i=0; i5; i+) scanf(“%d”,&ai);for(i=0; i5; i+)pr

14、intf(“&a%d=%x, a%d=%d n”, i,&ai, i, ai );輸入： 55 66 77 88 99 輸出： &a0=ffce, a0=55 &a1=ffd0, a1=66 &a2=ffd2, a2=77 &a3=ffd4, a3=88 &a4=ffd6, a4=99 ffcc 55 a0ffce 66 a1ffd0 77 a2ffd2 88 a3ffd4 99 a4ffd6 a5舉例：用三種方法輸出數組元素輸出：ffcc 舉例：用三種方法輸出數組元素例T10-5-2.c 計算“數組名計算地址”的方法main() int i, a5; for(i=0;i5;i+) scanf

15、(“%d”,a+i); for(i=0;i5;i+)printf(“a+%d)=%x,*(a+%d)=%d n”,i,(a+i), i,*(a+i);輸出： (a+0)=ffcc, *(a+0)=55 (a+1)=ffce, *(a+1)=66 (a+2)=ffd0, *(a+2)=77 (a+3)=ffd2, *(a+3)=88 (a+4)=ffd4, *(a+4)=99 ffcc 55 a0ffce 66 a1ffd0 77 a2ffd2 88 a3ffd4 99 a4ffd6 a5舉例：用三種方法輸出數組元素輸出：ffcc 舉例：用三種方法輸出數組元素例T10-5-3_new.c 用“指

16、針變量+下標”的方法（指針法I ）main()int *p, a5,i; p=a;for(i=0;i5;i+) scanf(“%d”,p+i);for(i=0;i5;i+)printf(&p%d=%x, p%d=%d, *(p+%d)=%dn,i,&pi,i,pi,i,*(p+i);12ff6c 55 p012ff70 66 p112ff74 77 p212ff78 88 p312ff7c 99 p4輸出：&p0=12ff6c, p0=55, *(p+0)=55&p1=12ff70, p1=66, *(p+1)=66&p2=12ff74, p2=77, *(p+2)=77&p3=12ff78,

17、 p3=88, *(p+3)=88&p4=12ff7c, p4=99, *(p+4)=99舉例：用三種方法輸出數組元素12ff6c 55 舉例：用三種方法輸出數組元素（例T10-5-4_new.c ）用“指針變量指向數組元素”法（指針法II）main()int *p, a5; for(p=a; p (a+5); p+)scanf(“%d”,p+i); for(p=a; p (a+5); p+)printf(“p=%x, *p=%d n”, p,*p);輸出：p=12ff6c,*p=55p=12ff70,*p=66p=12ff74,*p=77p=12ff78,*p=88p=12ff7c,*p=9

18、912ff6c 55 a012ff70 66 a112ff74 77 a212ff78 88 a312ff7c 99 a4p+: 合法， 因p是指針變量，而變量可以用 +運算符的a+: 不合法， 因為a是數組名，其值是數組元素的首地址，分配之后不可變。舉例：用三種方法輸出數組元素（例T10-5-4_new.c 舉例：用三種方法輸出數組元素（例T10-5-4.c ）指針變量當作數組名使用（混合指針法） main() int a5,*p=a,i; for(p=a;pa+5;p+) scanf(“%d”,p); p=a;/不能漏！ for(i=0;i5;i+) printf(“&p%d=%x,p%d

19、=%d,*(p+%d)=%dn”, i,&pi, i,pi,i,*(p+i); 輸出：&p0=12ff6c,p0=55,*(p+0)=55&p1=12ff70,p1=66,*(p+1)=66&p2=12ff74,p2=77,*(p+2)=77&p3=12ff78,p3=88,*(p+3)=88&p4=12ff7c,p4=99,*(p+4)=9912ff6c 55 p12ff70 66 p+112ff74 77 p+212ff78 88 p+312ff7c 99 p+4舉例：用三種方法輸出數組元素（例T10-5-4.c ）輸出：通過指針引用數組元素的方法小結例：累加求和的各種用法：int *p,

20、a10;s=0;p=a;for(i=0;i10;i+)s+=ai;for(i=0;i10;i+)s+=*(a+i);for(i=0;i10;i+)s+=*(p+i);for(i=0;i10;i+)s+=pi;for(i=0;i10;i+)s+=*p+; for(p=a;pa+10;p+)s+=*p; 最后一種用法效率高。數組元素地址法指針法I指針變量指向數組元素指針法II指針變量當作數組名注意不能使用a+通過指針引用數組元素的方法小結數組元素地址法指針法I指針法I指針變量使用時的幾個問題， 若p當前指向a數組的第i個元素，則：10-plus.c *p:是取出ai的值. p + :指針指向ai+

21、1. *p+ :等價于*(p+)及ai+ ，優先級同為2,從右向左結合,將 ai 的值取出, 后再使 p增1(不是單純的加一，是p指向ai+1）. * (+p):與a+i等價，先將p指向ai+1,然后將該元素取出. (*p)+:將p所指的數組元素ai的值取出,使ai的值增1. p- :指針指向ai-1. *(p-):與ai-等價， 將p 所指向的第i個數組元素取出,然后使p指向i-1元素. *(-p):與a- i等價，先將p減1指向第i-1個元素,然后將其取出. (*p)-:將p所指的數組元素ai的值取出,使ai的值減1.指針變量使用時的幾個問題， 數組名作為函數參數 有了指針概念的基礎上，重

22、新回顧數組名作為函數參數時，數據的傳遞情況：void sort(int a, int n)void sort(int *a, int n)數組名作為函數參數 例：選擇法排序函數 void sort(int *a, int n)例T10-7-1.c int i,j,t; for(i=0;in-1;i+) for(j=i+1;jaj)t=ai; ai=aj; aj=t; 只將形參改為指針變量，仍按下標法使用 void sort(int *a, int n) int i,j,t; for(i=0;in-1;i+) for(j=i+1;j*(a+j) t=*(a+i); *(a+i)= *(a+j);

23、 *(a+j)=t; 按指針法使用例T10-7-2.c 例：選擇法排序函數 void sort(int *a進一步優化：都用指針，效率更高！ (例T10-7-3.c )void sort(int *a, int n) int *i, *j,t; for(i=a;ia+n-1;i+) for(j=i+1;j*j) t=*i; *i=*j; *j=t; main() int a10,j; for(j=0;j10;j+)scanf(“%d”,a+j); sort(a,10); for(j=0;j10;j+)printf(“%5d”,aj); 進一步優化：都用指針，效率更高！ (例T10-7-3.c

24、分段排序？例T10-7-4.c main() int a10,j; for(j=0;j10;j+)scanf(“%d”,a+j); for(j=0;j10;j+)printf(“%5d”,aj); sort(a,5);sort(a+5,5);void sort(int *a, int n) int *i, *j,t; for(i=a;ia+n-1;i+) for(j=i+1;j*j) t=*i; *i=*j; *j=t; 分段排序？例T10-7-4.c sort(a,5);sort 指向多維數組的指針和指針變量 從本質上說，多維數組的指針與一維數組的指針相同，但在概念上和使用上，多維數組的指針

25、要復雜些。 以二維數組的指針為例： 指向多維數組的指針和指針變量 二維數組的地址 :一維：a，&ai，a+i 二維：aa+i (行指針：指向第i行)ai *(a+i) (特殊的一維數組,列指針，指向行中的列)ai+j *(a+i)+j &aij int a34 1357911131517192123100010081016a+0a+1a+2a0討論以下用法的效果：T10-8-1.cfor(i=0;i3;i+) scanf(“%d”,a+i);輸入數據：1 2 3討論以下用法的效果：T10-8-2.cfor(i=0;i3;i+) scanf(“%d”,a1+i);輸入數據：1 2 3討論以下用法

26、的效果：T10-8-3.cfor(i=0;i3;i+) scanf(“%d”,a1+i+2);輸入數據：1 2 3討論以下用法的效果：T10-8-4.cfor(i=0;i3;i+) scanf(“%d”,a+i+1);輸入數據：1 2 3a0+1a0+2a0+3二維數組的地址 :int a34 1357911一維數組與二維數組的比較第i個一維數組的第j個元素的地址無意義*(a+i)+j第i個一維數組的第j個元素的值無意義*(*(a+i)+j)第i個一維數組的值第i個一維數組的首地址第i個元素的值*(a+i)第i個元素 的地址一維數組第i個元素的地址a+i二維數組的首地址一維數組的首地址a二維數

27、組一維數組一維數組與二維數組的比較第i個一維數組的第j個元素的地址無意注意：指針運算符*作用在行指針上的結果仍是指針-列指針; *作用在列指針上的結果-具體元素。 *(a+0)，*(a+1)，*(a+2) 仍是地址。*(a+i) ai *(a0)，*(a1)，*(a1) 具體元素值。*(ai)*(a+i)+j 也是地址，但要區別： (a+i)+j行指針 (a+1)+1 ? *(a+i)+j列指針 *(a+1)+1 ? 100010081016a+0a+1a+2a0a1a2*(a+1)1357911131517192123注意：100010081016a+0a+1a+2a0a 如果要通過a+i形

28、式的地址訪問數組元素的具體內容，則：*(*(a+i) 或 *(*(a+i)+j)如：*(*(a+1) a10 *(*(a+1)+2) a12討論：例T10-8-5.c*(a+2) *(*(a+1)+3) *(a1+1) *(*(a+1)+5)123456789111012 如果要通過a+i形式的地址訪問數組元素的具體內容，則：1例：求數組a的所有元素之和。 可有多種用法：例T10-9-1.cT10-9-3.c M行N列for(i=0;iM;i+) for(i=0;iM;i+)for(j=0;jN;j+) for(j=0;jN;j+)s+=aij; s+=*(ai+j);for(i=0;iM;i

29、+)for(j=0;jN;j+) s+=*(*(a+i)+j); aij*(ai+j)*(*(a+i)+j)例：求數組a的所有元素之和。aij*(ai+j指向二維數組的指針變量 同樣可使一個指針變量p指向二維數組a，再通過p訪問數組元素。例T10-10.cmain() int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; int i,k,*p; p=a; k=*p;? k=*(p+2);? for(p=a;pa+2;p+)printf(“%3d,”,*p); ?N列：aij*(p+i*N+j)pi*N+j123456789101112k=p12; 不合法k=*(*(p+1)+

30、2);k=p1*4+2; 合法k=*(p+1*4+2);指向二維數組的指針變量123456789101112k=p例：求矩陣的上三角元素之和。例T10-11.cmain() int a34,*p,i,j,s=0; 輸入a p=a; for(i=0;i3;i+) for(j=i;j4;j+) s+=pi*4+j; 或 s+=*(p+4*i+j) printf(“n %d”,s); /s=54N列：aij*(p+i*N+j)pi*N+j123456789101112例：求矩陣的上三角元素之和。例T10-11.c1234567 多維數組的指針作函數參數 用于接受實參數組地址的形參可用兩種：行指針和列

31、指針。 以方陣轉置為例：例T10-13-1.c void at(int (*p)3) 用行指針 int i,j,t; 缺點：不通用（必須制定列數） for(i=0;i3;i+) for(j=i+1;j3;j+) t=pij; pij=pji; pji=t; p指向一個包含3個整形元素的一維數組（行指針），p相當于一個二維數組！ 多維數組的指針作函數參數用列指針：例T10-13-2.c void at(int *p,int n) /n為列數 int i,j,t; for(i=0;in;i+) for(j=i+1;jn;j+) t=pi*n+j; pi*n+j=pj*n+i; pj*n+i=t;

32、優點：通用 在編通用函數時，一般使用列指針。用列指針：例T10-13-2.c 用列指針：例T10-13-3.c int sum(int *p,int m,int n) /m行n列 int i,j,s=0; for(i=0;im;i+) for(j=i;jn;j+) s+=pi*n+j; 或 s+=*(p+n*i+j) return(s); 優點：通用 在編通用函數時，一般使用列指針。用列指針：例T10-13-3.c 104 字符串的指針和指向字符串的指針變量 字符串的表示形式 可用兩種方法訪問字符串： 用字符數組存放字符串 用字符指針指向一個字符串104 字符串的指針和指向字符串的指針變量例T

33、10-14.cmain() char str5=”abc”; 定義字符數組，并將字符串存入 char *p=str; 定義指針變量，指向字符串 printf(“%s”,str); 通過數組名訪問字符串 printf(“%s”,p); 通過指針變量訪問字符串 printf(“%c”,*(p+2); 通過指針變量訪問字符 strabc0abc010001000p例T10-14.cstrabc0abc010001000 與其它一維數組的指針相比，字符串的指針有其獨特之處： 可以通過指針對字符串進行整體訪問。 對字符串的操作依賴于結束符。 可以整體賦初值。 有各種字符串處理函數。 與其它一維數組的指針

34、相比，字符串的指針有其獨特之處： 本節重點掌握： 通過數組和通過指針操作字符串的基本方法。 常用的字符串處理方法。 本節重點掌握：例：字符串拷貝操作。例T10-15-1.c,例T10-15-2.cmain() char a=”abcdef”,b20; int i; for(i=0; *(a+i)!=0; i+) *(b+i)=*(a+i); *(b+i)=0; printf(“%s”,b);main() char a=”abcdef”,b20,*p1, *p2; p1=a; p2=b; for( ; *p1!=0;p1+,p2+) *p2=*p1; *p2=0; printf(“%s”,b);

35、用指針變量處理例：字符串拷貝操作。例T10-15-1.c,例T10-15-將拷貝操作編成一函數：例T10-15-3.c,例T10-15-4.cvoid copy_string(char *from,char *to) for(; *from; from+,to+) *to=*from; *to=0;還可以改成：void copy_string(char *from,char *to) for(; *from;) *to+=*from+; *to=0;將拷貝操作編成一函數：例T10-15-3.c,例T10-15字符串合并函數：例T10-16.c,void append_string(char *

36、from,char *to) for(;*to; to+); for(; *from;) *to+=*from+; *to=0; 字符串合并函數：例T10-16.c,閱讀程序：例T10-17.cvoid f (char *c) main() c+=2; char c20=”abcdef”; (*c)+; f(c+1); c+; *c=0; printf(“%s”,c); 閱讀程序：例T10-17.c內存空間的動態分配 在程序設計中，對于要處理的批量數據，我們往往是選用數組作為存放這些數據的數據結構，然而，數組有一個明顯的缺點，就是在定義數組時，其長度必須是常值，無法根據需要動態地定義。這樣，在

37、很多情況下，不是定義的數組長度不夠，就是定義太長以至于浪費。 采用動態分配可以克服這一缺點，并且可以隨時釋放。 內存空間的動態分配 動態分配內存空間步驟： 定義一指針變量。 申請一片內存空間，并將其首地址賦給指針變量。此時便可通過指針變量訪問這片內存；不成功則返回地址為0 用完后釋放這片內存空間。 int *p; p=malloc(字節數); free(p);sizeof(類型):返回該類型數據在當前編譯系統中所占的字節數。以上函數的原形在stdio.h中。p 動態分配內存空間步驟：p例：對n個學生的分數排序后輸出。例T10-18.c #include “stdio.h”void sort(i

38、nt *a, int n) main() int *a,j,n; scanf(“%d”,&n); a=malloc(n*sizeof(int); if(!a) exit(0); for(j=0;jn;j+) scanf(“%d”,a+j); sort(a,n); for(j=0;jy) z=x; else z=y; return(z);main() int (*p)(); 定義指向函數的指針變量p int a,b,c; p=max; 將p指向函數max scanf(“%d%d”,&a,&b); c=(*p)(a,b); 通過p調用函數max 等效于c=max(a,b); printf(“n %

39、d”,c);例T10-19.cint max(int x, int y)把指向函數的指針變量作為函數參數 指向函數的指針變量最常見的用途是把它作為函數的參數，用于接受主調函數傳來的某一函數的入口地址，從而在被調函數中可以通過該指針變量調用它所指向的函數，這樣，被調函數中就可實現非固定函數的調用，以達到編寫通用函數的目的。 例：用矩形法編寫一個通用的求定積分的函數。關鍵問題：如何處理被積函數是未知的。把指向函數的指針變量作為函數參數double intgral (double a,double b,int n, double (*f)() ) int i; double h,x,y,s=0; h=(b-a)/n; for(i=1;i=n;i+) x=a+(i-1)*h; y=(*f)(x); s+=h*y; return(s);例T10-20.cdouble f1(double x) return(3*x*x+2*x-1);main() double s; s=intgral(1.0,2.0,100