指針汽車計算機基礎(chǔ)一、課程導(dǎo)入與其他高級編程語言相比，C語言可以更高效地對計算機硬件進行操作，而計算機硬件的操作指令，在很大程度上依賴于地址。指針提供了對地址操作的一種方法，因此，使用指針可使得C語言能夠更高效地實現(xiàn)對計算機底層硬件的操作。另外，通過指針可以更便捷地操作數(shù)組。在一定意義上可以說，指針是C語言的精髓。指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)一、課程導(dǎo)入通過指針，可以簡化一些C編程任務(wù)的執(zhí)行，還有一些任務(wù)如動態(tài)內(nèi)存分配，沒有指針是無法執(zhí)行的。所以，想要成為一名優(yōu)秀的C程序員，學(xué)習(xí)指針是很有必要的。那么，什么是指針？為什么要使用指針？如何聲明一個指針呢？

指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)二、內(nèi)存與地址我們都見過像這樣掛在墻上的很多個郵箱，每個郵箱有一個房間編號，根據(jù)房間編號找到相應(yīng)的郵箱投入信件或取出信件。內(nèi)存與此類似，每個內(nèi)存單元有一個地址（Address），內(nèi)存地址是從0開始編號的整數(shù)，CPU通過地址找到相應(yīng)的內(nèi)存單元，取其中的指令或者讀寫其中的數(shù)據(jù)。與郵箱不同的是，一個地址所對應(yīng)的內(nèi)存單元不能存很多東西，只能存一個字節(jié)。指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)二、內(nèi)存與地址在計算機中，把內(nèi)存區(qū)劃分為一個一個的存儲單元，每個單元為一個字節(jié)(8位)，它們都有一個編號，這個編號就是內(nèi)存地址。指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)三、變量的指針3.1指針與指針變量數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址也稱為指針，在C語言中，允許用一個變量來存放指針，這種變量稱為指針變量。指針變量的值就是某份數(shù)據(jù)的地址，這樣的一份數(shù)據(jù)可以是數(shù)組、字符串、函數(shù)，也可以是另外的一個普通變量或指針變量。簡言之，指針是程序數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址，而指針變量是用來保存這些地址的變量。pointer指針整型指針：int*float指針：float*char指針：char*類/結(jié)構(gòu)體指針：Student*，User*指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)3.1指針與指針變量現(xiàn)在假設(shè)有一個char類型的變量c，它存儲了字符'K'（ASCII碼為十進制數(shù)75），并占用了地址為0X11A的內(nèi)存（地址通常用十六進制表示）。另外有一個指針變量p，它的值為0X11A，正好等于變量c的地址，這種情況我們就稱p指向了c，或者說p是指向變量c的指針。11A‘K’pc11A三、變量的指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)3.1指針與指針變量在C語言中，指針的使用非常廣泛，因為使用指針往往可以生成更高效、更緊湊的代碼。總的來說，使用指針有如下好處：（1）指針的使用使得不同區(qū)域的代碼可以輕易的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)，這樣可以使程序更為快速高效；（2）C語言中一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往需要使用指針來構(gòu)建，如鏈表、二叉樹等；（3）C語言是傳值調(diào)用，而有些操作傳值調(diào)用是無法完成的，如通過被調(diào)函數(shù)修改調(diào)用函數(shù)的對象，但是這種操作可以由指針來完成，而且并不違背傳值調(diào)用。三、變量的指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)3.2指針變量的定義（1）指針變量定義的一般形式指針變量定義時，需要指定所指向的數(shù)據(jù)類型。聲明指針變量的一般形式為：“*”運算符通常稱為間接運算符或間接引用運算符，在聲明中以這種方式使用間接運行符時，它用以表明被聲明的變量是指針變量。三、變量的指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)3.2指針變量的定義（2）指針變量初始化指針變量聲明后，才可以寫入指向某種數(shù)據(jù)類型的變量的地址，或者說是為指針變量初始化。如下所示：三、變量的指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)3.2指針變量的定義（2）指針變量初始化上述賦值語句“pi=&i”表示將變量i的地址賦值給指針變量pi，此時pi就指向了i。3條賦值語句產(chǎn)生的效果是pi指向i，pc指向c，pf指向f，效果圖如下所示。“&”運算符稱為取地址運算符，作用是取得變量的內(nèi)存地址。三、變量的指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)3.2指針變量的定義（3）指針變量的定義說明①*號標(biāo)識該變量為指針類型，當(dāng)定義多個指針變量時，在每個指針變量名前面均需要加一個*，不能省略，否則為非指針變量。例如：指針變量指針變量整型變量三、變量的指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)3.2指針變量的定義（3）指針變量的定義說明②在使用已定義好的指針變量時，在變量名前面不能加*。例如：指針變量是p而不是*p該語句貌似把&a賦給了*p，而實際上p前的*僅是定義指針變量p的標(biāo)識，仍然是把&a賦給了p，故是正確的賦值語句。×√三、變量的指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)3.2指針變量的定義（3）指針變量的定義說明③類型為該指針變量所指向的基本類型，可以為int、char、float等基本數(shù)據(jù)類型，也可以為自定義數(shù)據(jù)類型。該指針變量中只能保存該基類型變量的地址。×√√×三、變量的指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)3.2指針變量的定義（3）指針變量的定義說明④變量名是一合法標(biāo)識符，為了與普通變量相區(qū)分，一般指針變量名以字母p(pointer)開頭，如pa、pb等。三、變量的指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)三、變量的指針3.3指針變量的引用利用指針變量可直接改變內(nèi)存中某一單元的值，這是一種對系統(tǒng)底層的訪問。指針變量為復(fù)雜的操作帶來便利的同時，也存在很大的安全隱患，使用不當(dāng)時極容易引起程序的終止設(shè)置系統(tǒng)死機。利用指針變量間接引用變量的形式為：間接運算符*在這里的作用是訪問指針變量所指向的內(nèi)存單元的值，如下所示：指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)3.3指針變量的引用該程序的輸出為101，因為指針變量*pi間接引用變量i，修改*pi的值等同于修改變量i的值。如果將代碼第4行改寫為：該程序的輸出仍然為101，*pi與i的作用是等同的。很多函數(shù)都需要取得變量的地址以修改變量的值，如scanf()函數(shù)。在上例中如果使用指針變量修改i的值，則可以用以下代碼實現(xiàn)。這條語句的作用等同于scanf("%d",&i)，因為指針pi的值為變量i的地址，所以不能使用間接運算符。三、變量的指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.1數(shù)組和指針的關(guān)系數(shù)組是一系列相同類型變量的集合，不管是一維數(shù)組還是多維數(shù)組其存儲結(jié)構(gòu)都是順序存儲形式，即數(shù)組中的元素是按一定順序依次存放在內(nèi)存中的一塊連續(xù)的內(nèi)存空間中(地址連續(xù)）。指針變量類似于一個地址箱，讓其初始化為某個數(shù)組元素的地址，以該地址值為基準(zhǔn)，通過向前或向后改變地址箱中的地址值，即可讓該指針變量指向不同的數(shù)組元素，從而達到通過指針變量便可以方便地訪問數(shù)組中各元素的目的。四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.2一維數(shù)組和指針在C語言中，指針變量加1表示跳過該指針變量對應(yīng)的基類型所占字節(jié)數(shù)大小的空間。指向數(shù)組元素的指針，其基類型為數(shù)組元素類型，指針加1表示跳過一個數(shù)組元素空間，指向下一個數(shù)組元素。C語言中規(guī)定:數(shù)組名代表數(shù)組的首地址(起始地址)，也就是第一個元素的地址。當(dāng)指針變量p指向數(shù)組時，p+1指向數(shù)組的下一個元素。假設(shè)一個整型元素占兩個字節(jié)，p+1是使p的地址加2個字節(jié)。四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.3一維數(shù)組元素的引用當(dāng)指針變量和數(shù)組元素建立聯(lián)系后，可通過以下三種方式訪問數(shù)組元素。（1）用下標(biāo)法引用數(shù)組元素（直接訪問），一般形式為：四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.3一維數(shù)組元素的引用（2）用指針法引用數(shù)組元素（間接訪問），一般形式為：如果指針變量p被初始化為a之后，不再改變，那么也可以使用*(p+i)的形式訪問a[i]。例如：i為整數(shù)，其范圍為：0<i<N，N為數(shù)組大小*(p+i)、*(a+i)則代表元素a[i]*(p+i)也可以寫成p[i]*(p+i)、*(a+i)、a[i]、p[i]等價，都代表數(shù)組a的第i+1個元素。四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.3一維數(shù)組元素的引用（3）用指針變量指向數(shù)組元素（間接訪問）當(dāng)執(zhí)行語句p=a;后，可以通過改變p自身的值（可通過自增、自減運算），從而使得p中保存不同的數(shù)組元素的地址，進而通過*p訪問該數(shù)組中不同的元素。這是使用指針訪問數(shù)組元素較常用的形式。例如，如下代碼通過使用指針變量的移動來遍歷輸出數(shù)組中的每個元素。四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.3一維數(shù)組元素的引用（3）用指針變量指向數(shù)組元素（間接訪問）確定p指針移動的起止地址，即循環(huán)控制表達式的確定是使用指針訪問數(shù)組元素的關(guān)鍵。p初始指向a[0]，即p=&a[0];或p=a;。p終止指向a[N-1]，即p=&a[N-1];或p=a+N-1;。故可得p的移動范圍為：p>=a&&p<=a+N-1;，而p<=a+N-1通常寫成p<a+N;，由此可得循環(huán)條件為：for(p=a;p<a+N;p++)。四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.4指針變量與數(shù)組名的區(qū)別指針變量是地址變量，數(shù)組名是地址常量。即指針變量的內(nèi)容可以在程序運行過程中被改變；而數(shù)組名一旦被定義，它的值就不能被改變了。執(zhí)行p=a;后，*(a+i)與*(p+i)等價，均表示a[i]。p[i]與a[i]等價。a為地址值，可采用a[i]形式訪問數(shù)組元素，而p也為地址值，故也可采用p[i]形式訪問數(shù)組元素。a為常量地址，其值不能改變，故a++;語法錯誤。而p為變量，其自身的值可以改變，故p++;正確。四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.5案例【例1】通過指針變量實現(xiàn)對數(shù)組元素的輸入和輸出操作。四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.5案例補充說明：輸入輸出循環(huán)控制方法有多種，不管采用哪種，必須準(zhǔn)確確定起點和終點的表達式。（1）輸入若采用p的移動范圍確定循環(huán)次數(shù)，則代碼如下。這時，for語句之前的p=a;語句可以去掉。四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.5案例（2）輸出若采用移動指針變量p控制循環(huán)的執(zhí)行，因為執(zhí)行完輸入操作后，p已不再指向數(shù)組首元素，而是越界的a[N]初始位置，故必須重新給p賦值，讓其指向數(shù)組的首元素，代碼如下。四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)4.5案例指針值加1與地址值加1的區(qū)別如下：一般地址單元也稱內(nèi)存單元，是按字節(jié)劃分的，即地址值加1，表示跳過一個字節(jié)的內(nèi)存空間。在C語言中，指針變量加1表示跳過該指針變量對應(yīng)基類型所占字節(jié)數(shù)大小的空間。四、數(shù)組和指針指針與數(shù)組課程導(dǎo)入變量的指針內(nèi)存與地址總結(jié)1.地址：內(nèi)存單元的編號。2.指針：變量的地址，如&i。3.指針變量：存放其它變量地址的變量。4.C語言指針變量的使用需要以下兩個運算符：（1）&：取地址運算符，返回運算對象的內(nèi)存地址。