c語言中指針用法

1、第六章第六章 指針指針 指針是C+ 提供的一種頗具特色的數(shù)據(jù)類型，允許直接獲取和操縱數(shù)據(jù)地址，實(shí)現(xiàn)動態(tài)存儲分配。 指針是C和C+的精華所在，也是C和C+的一個十分重要的概念。 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 指針的概念； 指針數(shù)據(jù)對象及其定義； 指針運(yùn)算； 指針數(shù)據(jù)對象的引用； 重點(diǎn)：重點(diǎn)： 指針的概念指針的概念 利用指針實(shí)現(xiàn)動態(tài)存儲分配（動態(tài)數(shù)組） 指針運(yùn)算；指針運(yùn)算； 課堂時數(shù)：課堂時數(shù)：67學(xué)時學(xué)時 內(nèi)存操作函數(shù)和動態(tài)存儲分配。內(nèi)存操作函數(shù)和動態(tài)存儲分配。上機(jī)時數(shù)：上機(jī)時數(shù)：23學(xué)時學(xué)時 課外上機(jī)時數(shù)：課外上機(jī)時數(shù)：23學(xué)時學(xué)時 6.1 指針的概念指針的概念1. 什么叫指針什么叫指針 一個數(shù)據(jù)對象

2、的內(nèi)存地址稱為該數(shù)據(jù)對象的指針 。 指針可以表示各種數(shù)據(jù)對象，例如：簡單變量、數(shù)組、數(shù)組元素、結(jié)構(gòu)體甚至函數(shù)。 換句話說：指針具有不同的類型，可以指向不同的數(shù)據(jù)存儲體。 int *point1,a=123，b=567; double point220; point1=&a; point1和point2都是指針； point1 a變量a的地址123 例6-1 分析下面的變量說明語句和賦值表達(dá)式： 執(zhí)行point1=&a操作后，point1存放變量a的地址，它指向變量a 的存儲空間。如下圖所示：注意：指針中的內(nèi)容是可以動態(tài)改變的，例如point1原來指向變量a，當(dāng)執(zhí)行了point1

3、 = &b操作后，即指向變量b： point2 雙精度型數(shù)組的存儲空間 point2數(shù)組的首地址 point1 b變量b的地址567 point2是數(shù)組名，又是指向數(shù)組第一個元素的指針，如下圖所示：2 指針的作用指針的作用（1） 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如數(shù)組、鏈表、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如數(shù)組、鏈表、隊(duì)列和堆棧等；隊(duì)列和堆棧等； （2）能方便地表示和處理字符串；）能方便地表示和處理字符串； 例如： char s120=a,b,0,*sp1; sp1=s1;/s1和sp1都代表字符串 “ab” （3） 實(shí)現(xiàn)動態(tài)存儲分配；實(shí)現(xiàn)動態(tài)存儲分配； 對于程序中所包含的大存儲量的數(shù)據(jù)對象，一般用預(yù)先

4、定義的指針變量來表示，當(dāng)實(shí)際使用時才臨時申請實(shí)際的存儲空間，使用完畢立即釋放。（4） 在函數(shù)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向傳遞。在函數(shù)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向傳遞。 指針變量所占的內(nèi)存空間與所表示的數(shù)據(jù)對象的存儲空間相比實(shí)在是微乎其微，因?yàn)樗皇怯脕泶娣艑?yīng)空間的首地址，而不是存放數(shù)據(jù)本身，所以可以節(jié)省大量的存儲空間，提高內(nèi)存空間的利用率。 將形參定義成指針類型，對應(yīng)的實(shí)參必須是某個數(shù)據(jù)對象的地址或首地址，也即采用傳地址的方式，這樣就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳遞。 3指針類型指針類型 指針類型屬于非標(biāo)準(zhǔn)類型，其取值是所表示的數(shù)據(jù)對象的內(nèi)存地址，所以其值域是內(nèi)存地址集。 指針類型用來定義各種類型的指針變量，例如整型指針

5、、字符指針等等。其語法如下： * 類型標(biāo)識符，是指針類型的基類型，也即指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)對象的類型。 *，作用在各個標(biāo)識符上，表示該標(biāo)識符所標(biāo)識的變量是指針變量。例 6-2 分析說明語句：int *a,b;。 該語句既定義了整型指針int *，同時又聲明了整型指針變量a和整型變量b。 指針類型定義和指針變量聲明是同時進(jìn)行的。 6.2 聲明指針變量聲明指針變量 1. 指針變量指針變量 用變量說明語句來聲明指針變量，其語法如下：解釋：解釋： *,*, *; 類型標(biāo)識符：用來指明指針類型的基類型，可以是基本類型，例如int,char,double等等，也可以是結(jié)構(gòu)類型，例如數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、文件等等。 標(biāo)

6、識符：標(biāo)識指針數(shù)據(jù)對象，被標(biāo)識的對象可以是基本變量、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體變量、函數(shù)等。 所謂指針變量就是類型為指針類型的變量。2指針變量的作用域指針變量的作用域 指針變量也有全局和局部之分： 在函數(shù)外部聲明的指針變量是全局的；在函數(shù)內(nèi)部聲明的指針變量是局部于該函數(shù)的。 3實(shí)例實(shí)例 例6-4 分析和比較語句char s1,s2100,*s3,*s4100;所聲明的四種不同數(shù)據(jù)對象。int *x, *y,z; 例6-3 在函數(shù)中聲明三個變量x,y,z，其中x、y是整型指針，z是整型變量，對應(yīng)的語句如下： 上面的語句定義了四個變量： 例如，執(zhí)行如下的操作序列后，則s2等價于s3：s1是字符型變量，用來存放單

7、個字符 ；s2是字符數(shù)組，最多可以存放100個字符； s3是字符型指針變量，用來存放字符數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址或字符串的首地址。如果其中存放的是字符串的首地址，則它指向一個字符串，或者說它代表一個字符串；strcpy(s2,abcd);s3=s2; s2，s3兩者的關(guān)系如下圖所示： s2s3abcd s4是字符型指針數(shù)組，最多可以存放100個字符串的指針（地址），也即每一個元素都可能指向一個字符串，如下圖所示： 4. 指針變量的初始化指針變量的初始化 可以看出，一個一維字符指針數(shù)組可以表示一個n行m列的的文本，它是特殊的二維字符數(shù)組。 我們可以在定義指針變量的同時給其賦初值，指針的初值是某個數(shù)據(jù)對象的

8、內(nèi)存地址，也即使得該指針指向?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)對象。 這一過程也稱為建立指針。 例如： int i=10; int *iptr = &i; 上面的說明語句在聲明指針變量iptr的同時即賦予初值，其初值是i的地址。 也即iptr指向整型變量i，對于iptr的引用（可以表示成*iptr）也就是對i的引用。 5幾點(diǎn)說明幾點(diǎn)說明 （1）標(biāo)識符前面的“*”并不是名稱的一部分，而表示該數(shù)據(jù)對象的類型為指針類型，也即聲明該數(shù)據(jù)對象是指針類型數(shù)據(jù)對象。（2）指針變量可以和其它變量在同一語句中聲明。 例如: double d1,*d2；（3）指針變量只能存放相同基類型數(shù)據(jù)對象的內(nèi)存地址，換句話說，一個指針變量在

9、任何時候都只能指向同一基類型的數(shù)據(jù)對象。 這就是所謂“指針類型與實(shí)際存儲的匹配”問題 ，例如： char *c；int i; c=&i; 錯誤的賦值，因?yàn)閏只能指向字符串。 6.3 指針運(yùn)算指針運(yùn)算 指針運(yùn)算實(shí)際上是地址操作，包括算術(shù)運(yùn)算（加減運(yùn)算）、關(guān)系運(yùn)算、賦值以及取地址和間接訪問等。 1指針的賦值指針的賦值 操作指針之前必須賦予確定的值，可以在定義指針的同時賦予初值，也可以用賦值表達(dá)式對指針變量賦值。 例如：int grade,*p； p=&grade; （1）賦空值（NULL）； （2）賦予某個變量的地址。 （3）將一個指針變量的值賦予另一指針變量。2指針的加減運(yùn)算指針

10、的加減運(yùn)算 1）運(yùn)算符：）運(yùn)算符：+、-、+、- 。 2）一個指針量加上（或減去）一個整型量n，表示地址偏移了n個單位，具體向上或向下偏移多少字節(jié)，取決于其基類型。 例如：例如一個整型指針變量加上4等于原存放的地址值加上8（字節(jié)）；而一個雙精度型指針變量加上4等于原存放的地址值加上32（字節(jié)）。 注意：參加運(yùn)算的指針變量必須是已賦值的。注意：參加運(yùn)算的指針變量必須是已賦值的。 3）對數(shù)組名施加）對數(shù)組名施加+，- 運(yùn)算運(yùn)算 數(shù)組名的初值是數(shù)組的首地址，也即指向數(shù)組的第一個元素，數(shù)組名+i，表示指向數(shù)組的第i+1個元素。 例如：ai與*(a+i)這兩種表示法是等價的。 都表示a數(shù)組的第i+1個元

11、素。4）指針變量的）指針變量的+、-運(yùn)算運(yùn)算 +：原地址加上一個地址單位（基類型的實(shí)際字節(jié)數(shù)）； -：原地址減去一個地址單位（基類型的實(shí)際字節(jié)數(shù)）； 例如： int *iptr; iptr+；/ iptr=iptr+1，向下移動兩個字節(jié) iptr-；/ iptr=iptr-1，向上移動兩個字節(jié) 下圖給出指針的移動示意： 3. 取地址運(yùn)算取地址運(yùn)算 1) 運(yùn)算符：& 2) 作用：獲取數(shù)據(jù)對象的內(nèi)存地址，如果是結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)對象則獲取其內(nèi)存首地址。 例6-5 下面的程序段包含著對幾種不同類型的數(shù)據(jù)對象的取地址運(yùn)算，試分析之。 分析：分析： （2）取字符變量c1的內(nèi)存地址賦予字符型指針變量c2，使

12、c2指向c1。 程序段：char c1,s1100,*c2;scanf(“%c”,&c1);/（1）c2=&c1; / （2）c2=&s10; / （3） （1）scanf函數(shù)的第二個參數(shù)的類型是指針類型，調(diào)用該函數(shù)時，對應(yīng)的實(shí)參必須是數(shù)據(jù)對象的實(shí)際地址或存放數(shù)據(jù)對象地址的另一指針變量。 4. 間接訪問間接訪問 所謂間接訪問是指通過指針變量訪問該變量所指向的數(shù)據(jù)對象。由于不是對數(shù)據(jù)對象的直接訪問，故稱為間接訪問。（4）c2=s10和c2=&s1都是錯誤的運(yùn)算，為什么？ 該運(yùn)算與c2=s1是等價的，為什么？ （3）取字符數(shù)組s1的第1個元素的地址賦予指針變量c2，

13、使c2指向s10。1) 運(yùn)算符運(yùn)算符 ：* 該運(yùn)算符作用在指針變量上，表示訪問指針變量所指向的數(shù)據(jù)對象。 2）作用：）作用： 實(shí)現(xiàn)對指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)對象的間接訪問，包括引用和賦值等基本運(yùn)算。 例6-6 下面的程序段包含著對指針的間接訪問。 int a,b=2,c,*p;p=&b;scanf(%d,&a);c=a+*p; 通過指針p實(shí)現(xiàn)對b的間接訪問（引用）c=a+* pc=a+b（3）關(guān)于）關(guān)于“*”的說明的說明 “*”作為算術(shù)運(yùn)算符，表示乘法，例如：a*b。 例6-7 下面的函數(shù)包含著對指針類型參數(shù)的間接訪問。 void max(int x,int y,int *max) i

14、f (xy) *max=x;/間接賦值 else *max=y; /間接賦值； “*”作為類型標(biāo)識符，用來定義指針類型（出現(xiàn)在數(shù)據(jù)定義部分），例如：int *p。 5指針應(yīng)用實(shí)例指針應(yīng)用實(shí)例 “*”作為指針運(yùn)算符，表示間接訪問，例如：a+*p（p是指針變量）。 例6-8 用指針表示字符串并實(shí)現(xiàn)字符串比較。 #include int strcmp (char *,char *);void main( ) char s1100,s2100; int ret; cin s1 s2; ret=strcmp(s1,s2); cout ret endl;/* strcmp *int strcmp(char

15、 *s,char *t) for (;*s=*t;s+,t+) if (*s=0) return 0; return *s-*t; 程序的幾點(diǎn)說明：程序的幾點(diǎn)說明： (1) s和t都是指針，分別指向字符數(shù)組s1和s2； (2) *s和*t表示間接引用s1和s2的當(dāng)前數(shù)組元素； (3) s+和t+用來改變指針值，使其指向下一 個數(shù)組元素； (4) *s-*t得到兩個字符串中首次出現(xiàn)的不相等的字符的差值，用來決定兩個字符串的大小。 6.4 指針與數(shù)組指針與數(shù)組 我們知道數(shù)組名用來存放數(shù)組的內(nèi)存首地址，也即第一個數(shù)組元素的內(nèi)存地址，因此數(shù)組名是一種特殊的指針變量。 1. 數(shù)組名是指向數(shù)組元素的指針變

16、量數(shù)組名是指向數(shù)組元素的指針變量 對于數(shù)組a而言，數(shù)組名a和a中各個元素的關(guān)系如下： a等于&a0；a+i等于&ai（參見下圖）。 2. 通過指針間接訪問數(shù)組元素通過指針間接訪問數(shù)組元素 這一特性意味著我們可以用數(shù)組名（指針）的地址偏移來代替數(shù)組元素的下標(biāo)描述。 因?yàn)閿?shù)組元素的下標(biāo)描述可以用數(shù)組名指針的偏移來代替，所以我們可以用指針來間接訪問數(shù)組元素。例如，對于數(shù)組a,有： 當(dāng)執(zhí)行了aptr=a后,*aptr等于ao,*(aptr+i)等于ai。 *a等于等于a0，*(a+i)等于ai。 例6-9 試比較以下三個程序。 程序1void main() int a10; int i

17、; for (i=0;i10;i+) scanf(%d,&ai); for (i=0;i10;i+) printf(%d,ai); 功能：功能： 輸入輸入10個整數(shù)到整型數(shù)組個整數(shù)到整型數(shù)組a中，然后原樣輸出。中，然后原樣輸出。程序2void main() int a10; int i; for (i=0;i10;i+) scanf(%d,(a+i); for (i=0;i10;i+) printf(%d,*(a+i);功能：功能： 輸入輸入10個整數(shù)到整型數(shù)組個整數(shù)到整型數(shù)組a中，然后原樣輸出。中，然后原樣輸出。/ (a+i)等價于&ai/ * (a+i)等價于ai程序3vo

18、id main()int a10;int i,*p; for (i=0;i10;i+) scanf(%d,(a+i);for (p=a;p(a+10);p+) printf(%d,*p);功能：功能： 輸入輸入10個整數(shù)到整型數(shù)組個整數(shù)到整型數(shù)組a中，然后原樣輸出。中，然后原樣輸出。/ (a+i)等價于&ai/ * p等價于ai/ p指向a數(shù)組結(jié)論：上面的三個程序執(zhí)行結(jié)果是相同的。結(jié)論：上面的三個程序執(zhí)行結(jié)果是相同的。 分析：此操作稱為“復(fù)制右子串”。其處理方法如下：例6-10 設(shè)有字符串s1，將該串從第5個字符開始直至最后一個字符的右子串部分復(fù)制到s2中。（1）確定起始位置（2）將由

19、起始字符開始的m個字符復(fù)制到s2中。問題：如何表示右子串？#include #include void RightString(char *,char *,int); void main( ) char s1100,s2100; int n1; cin s1 n1; RightString(s1,s2,n1); cout s1= s1 s2= s2 endl;void RightString(char *s1,char *s2,int n) char *p; p=s1+n-1; strcpy(s2,p);p指向s1n-1 p表示的數(shù)組是s1的一部分 試問，如果沒有引入p指針，本問題應(yīng)如何解決？

20、 通過上面的例子我們可以看出，用字符指針表示字符數(shù)組，在處理字符串時會顯得特別靈活3指針數(shù)組指針數(shù)組 （1）什么叫指針數(shù)組）什么叫指針數(shù)組 元素的數(shù)據(jù)類型是指針的數(shù)組稱為指針數(shù)組。 例如name是表格中的一個列，該列有3個單元格，分別存放3個同學(xué)的姓名，則name可以表示成字符指針數(shù)組： char *name=Lin,Ding,Zhan； 賦初值后，name數(shù)組的每一個元素的值并不是學(xué)生的姓名（字符串）而是對應(yīng)字符串的首地址，也即每一個元素的值是一個字符指針，該指針指向?qū)?yīng)的字符串（如下圖所示）。 可以看出：name0本身是一個字符指針，它存放的是Lin的首地址，實(shí)際上可以認(rèn)為name0指向一

21、個一維字符數(shù)組，name1同樣也指向一個一維字符數(shù)組，所以字符指針數(shù)組和二維字符數(shù)組有相似之處。 （2）指向指針的指針）指向指針的指針 對于指針數(shù)組而言，其數(shù)組名是指針，而且是指向指針的指針，稱為二級指針。因此除了描述成指針數(shù)組之外，還可以描述成 *類型。 執(zhí)行 pname=name后，pname可以表示指針數(shù)組name。也即:pname指向name0,pname+1指向name1,依此類推。 例如：char *name=Lin,Ding,Zhan；char *pname; pname=name; 分析：分析：（1）cout *pname *(pname+1);等價于： cout name0

22、name1 例6-11 分析下面程序的執(zhí)行結(jié)果。 #include void main() char *name=Lin,Ding,Zhan; char *pname; pname=name; cout *pname *(pname+1); （2）程序執(zhí)行結(jié)果：輸出LinDing 例6-12 下面的程序?qū)⒆址羔様?shù)組傳遞給函數(shù)，也即傳遞二級指針給函數(shù)。 #include void PrintString(char *,int);void main() char *pn=Fred,Barney,Wilma,Betty; int num = sizeof(pn)/sizeof(char *); P

23、rintString(pn,num);void PrintString(char *arr,int len) for (int i=0;ilen;i+) cout (int) arri arri endl；分析：分析：（1）函數(shù)參數(shù)描述成二級指針*arr，對應(yīng)的實(shí)參應(yīng)該是二級指針或指針數(shù)組名；而對參數(shù)的引用則應(yīng)描述成arri。（2）cout (int) arri是輸出字符指針(字符串地址）；cout arri是輸出字符指針?biāo)赶虻淖址?6.5 指針與函數(shù)指針與函數(shù) 函數(shù)和指針的關(guān)系體現(xiàn)在以下三方面： 函數(shù)的參數(shù)是指針類型數(shù)據(jù)，例如數(shù)組參數(shù)、指針變量參數(shù)等等。 函數(shù)返回值類型本身就是指針類型

24、，這種函數(shù)稱為指針函數(shù)。 例如：char *strcpy(char *,char *) 函數(shù)名本身就是指向函數(shù)入口地址的指針，因此可以聲明一種指針數(shù)據(jù)用來存放函數(shù)名，這樣的指針稱為函數(shù)指針。1函數(shù)的指針類型參數(shù)函數(shù)的指針類型參數(shù) 1）形式：可以定義成指針變量或數(shù)組。 2）作用3）帶有指針參數(shù)的函數(shù)的實(shí)現(xiàn)過程： （1）在函數(shù)的參數(shù)表中定義指針類型參數(shù)； 返回函數(shù)對指針的修改，實(shí)質(zhì)上是返回函數(shù)對指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)對象的修改，這樣可以返回不止一個值，同時還可以節(jié)省大量的內(nèi)存空間，因此具有很大的靈活性和實(shí)用性。 例如 ：void s *x,int *y）； （3）函數(shù)的執(zhí)行部分對指針形參進(jìn)行間接訪問。（

25、2）在函數(shù)調(diào)用時提供相應(yīng)的變量或數(shù)組地址（傳地址）； 例如s)； 例如，對*x和*y的操作 。 4）使用指針類型參數(shù)的副作用）使用指針類型參數(shù)的副作用 指針類型參數(shù)的靈活性體現(xiàn)在它使函數(shù)可以訪問本函數(shù)的局部空間（棧空間）以外的內(nèi)存區(qū)域，這顯然破壞了函數(shù)的黑盒特性，帶來以下副作用： （1）可讀性問題：因?yàn)閷?shù)據(jù)對象的間接訪問比直接訪問相對難以理解。 （2）重用性問題：函數(shù)調(diào)用依賴于上層函數(shù)或整個外部內(nèi)存空間環(huán)境，喪失其封裝特性（黑盒特性），所以無法作為公共模塊來使用。 （3）調(diào)試的復(fù)雜性問題：跟蹤錯誤的區(qū)域從函數(shù)的局部數(shù)據(jù)區(qū)擴(kuò)大到整個內(nèi)存空間，不但要跟蹤變量，還要跟蹤地址，錯誤現(xiàn)象從簡單的不能得

26、到相應(yīng)返回結(jié)果，衍生到系統(tǒng)環(huán)境遭破壞甚至死機(jī)。 2指針函數(shù)指針函數(shù) 函數(shù)返回值的類型是指針類型，這樣的函數(shù)稱為指針函數(shù)。例如： char * strcat(char *s1,const *s2) ； 該函數(shù)返回值的數(shù)據(jù)類型是字符指針，也即該函數(shù)調(diào)用結(jié)果返回字符串s1的地址(兩串連接后所形成的新串的地址）。 例6-13 分析下面程序的執(zhí)行結(jié)果？3 .函數(shù)指針函數(shù)指針#include #include main( ) char s1100,s2=aaa;cout strcpy(s1,s2);輸出：aaa(1) 什么叫函數(shù)指針什么叫函數(shù)指針 程序運(yùn)行時，每個函數(shù)都存放在代碼區(qū)中，有一個入口地址，稱為

27、函數(shù)地址，函數(shù)名就表示該地址。 指向函數(shù)地址的指針稱為函數(shù)指針，通過該指針可以調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。 （2）聲明函數(shù)指針）聲明函數(shù)指針 語法： （*）（）； 例如：int (*fp)(int); fp被聲明成整型函數(shù)指針，可以存放一個整型函數(shù)名。 例如：int fn1(int); . int (*fp)(int); fp=fn1; / fp被聲明成函數(shù)指針/ fp被賦予fn1函數(shù)的地址（2） 用函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)用函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)語法：語法： (）；或：（*）(）； 例如：int fn1(int); . int (*fp)(int); fp=fn1; y=fp(5); / fp被聲明成函數(shù)指針/ fp

28、被賦予fn1函數(shù)的地址/ 用fp調(diào)用fn1函數(shù)#include int fn1(int);void main()int x,y;int (*fp1)(int);x=1;fp1=fn1;y=fp1(x);int fn1(int x)cout x*5;return (x*5);y=fn1(x)輸出？（3）函數(shù)指針用作函數(shù)參數(shù)）函數(shù)指針用作函數(shù)參數(shù) 當(dāng)函數(shù)形參是函數(shù)指針時，對應(yīng)的實(shí)參必須是函數(shù)名，例如：實(shí)參是函數(shù)名，在函數(shù)調(diào)用時實(shí)現(xiàn)函數(shù)地址的傳遞，這樣可以在被調(diào)函數(shù)體內(nèi)，通過對函數(shù)指針形參的引用來調(diào)用另一函數(shù)，而且對應(yīng)不同的實(shí)參值可以調(diào)用不同的函數(shù)。(p179) 這就是要使用函數(shù)指針形參的原因。ch

29、ar f2(int (*fp1(int); f2(f1);6.6 堆內(nèi)存管理堆內(nèi)存管理 允許程序運(yùn)行過程中直接進(jìn)行內(nèi)存管理，這是C+的一大特色。 （1）程序（函數(shù)）中定義的數(shù)組，其大小事先難以確定，如果定義過大，會造成存儲空間的浪費(fèi)。采用即時申請內(nèi)存空間的辦法，不但可以動態(tài)地建立數(shù)組，而且可以保證其大小總是符合實(shí)際情況。 通過直接內(nèi)存管理可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)存儲分配，提高內(nèi)存使用率。以下幾種情況尤其需要這一技術(shù)的支持： （2）函數(shù)中包含太多的數(shù)組，一旦該函數(shù)被調(diào)用，就必須占據(jù)大量的棧空間。通常這些數(shù)組并不是同時使用的，這同樣造成太大的浪費(fèi)。 采用堆內(nèi)存管理技術(shù)，可以控制程序在實(shí)際需要使用某一數(shù)據(jù)對象時

30、才去申請數(shù)據(jù)空間，一旦用完，馬上釋放。 （3）程序中定義了結(jié)構(gòu)體、類或其它數(shù)據(jù)對象，這樣的數(shù)據(jù)對象有時需要超乎尋常的內(nèi)存空間，因此更需要堆內(nèi)存的支持。 1堆內(nèi)存堆內(nèi)存 堆（Heap）是區(qū)別于棧區(qū)、全局?jǐn)?shù)據(jù)和代碼區(qū)的另一內(nèi)存區(qū)域，允許用戶程序運(yùn)行過程中動態(tài)申請與釋放。 管理堆內(nèi)存的函數(shù)有：malloc、calloc、free、memcpy、memmove、memset等等。 直接操縱堆內(nèi)存的操作符有：new和delete，這是C+所獨(dú)有的。 下面分別討論。 2申請堆內(nèi)存申請堆內(nèi)存 通過調(diào)用calloc函數(shù)、malloc函數(shù)或通過new操作符均可以為程序中的數(shù)據(jù)對象申請堆內(nèi)存空間。 1）callo

31、c函數(shù)函數(shù) （1）格式（函數(shù)原型）格式（函數(shù)原型） void *calloc(size_t n,size_t size)； 解釋：解釋： n：數(shù)組的長度（數(shù)組元素個數(shù)），size_t等同于unsigned long； size：數(shù)組元素的字節(jié)數(shù)，可以用sizeof來計(jì)算。 函數(shù)的返回值函數(shù)的返回值 函數(shù)類型為void *，也即無符指針類型，在實(shí)際調(diào)用時，必須依據(jù)數(shù)據(jù)對象的類型進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。 例如：char *s;int *a;s = (char *)calloc(10,sizeof(char); a = (int *) calloc(100,sizeof(int);將返回值轉(zhuǎn)換成字符指針 ；n

32、ull：申請失敗 被分配的堆內(nèi)存空間首地址：申請成功。 例如：sizeof (int)計(jì)算整型數(shù)據(jù)的長度。 為一個具有n個元素的數(shù)組分配內(nèi)存空間，每個元素的長度為size字節(jié)。 （2）功能）功能 注意: calloc函數(shù)的原型在malloc.h文件中。 凡是調(diào)用calloc申請的內(nèi)存空間（由對應(yīng)數(shù)據(jù)指針指向），必須調(diào)用free函數(shù)按對應(yīng)數(shù)據(jù)指針進(jìn)行釋放。 例6-14 將例6-9的s1和s2兩個字符數(shù)組改成通過字符指針動態(tài)申請空間。#include #include #include #include void RightString(char *,char *,int);main() char

33、 *s1,*s2; int len,n1; if (s1=(char *)calloc(100,sizeof(char)=NULL) cout s1 n1; len=strlen(s1); /獲取s1的實(shí)際長度 cout len= len; if (s2=(char *)calloc(len-n1+2,sizeof(char)=NULL) /len-n1+2是s2的實(shí)際長度 cout 申請不到內(nèi)存空間; free(s1); exit(-1); RightString(s1,s2,n1); cout s1= s1 s2= s2 endl; free(s1); free(s2); ;/釋放s1所指

34、向的內(nèi)存/釋放s1所指向的內(nèi)存 /釋放s2所指向的內(nèi)存；2）malloc函數(shù)函數(shù) （1）格式（函數(shù)原型） void RightString(char *s1,char *s2,int n) char *p; p=s1+n-1;/p指向s1n-1，p表示的數(shù)組是s1的一部分。 strcpy(s2,p); void *malloc(size_t size)； 解釋：解釋： 參數(shù)size：數(shù)據(jù)對象所需內(nèi)存空間的大小（字節(jié)數(shù)）； 注意，如果要申請數(shù)組空間，其size的計(jì)算方法是：數(shù)組的長度（元素個數(shù)）*數(shù)組元素的長度 例如， 給例6-13中的s1申請空間，其參數(shù)描述：100*sizeof(char)。

35、 函數(shù)類型為void *，也即無符指針類型，在實(shí)際調(diào)用時，必須依據(jù)數(shù)據(jù)對象的類型進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方法與calloc函數(shù)相同。 函數(shù)的返回值 null：申請失敗 被分配的堆內(nèi)存空間首地址：申請成功。 （2）功能）功能 為指定數(shù)據(jù)對象動態(tài)分配一個size大小的內(nèi)存空間，數(shù)據(jù)對象可以是一般變量、數(shù)組以及結(jié)構(gòu)體變量等等。 （3）注意）注意 凡是調(diào)用malloc申請的內(nèi)存空間（由對應(yīng)數(shù)據(jù)指針指向），必須調(diào)用free函數(shù)按對應(yīng)數(shù)據(jù)指針進(jìn)行釋放。 malloc函數(shù)的原型在malloc.h文件中。例6-15 下面的程序在堆內(nèi)存中動態(tài)地建立整型數(shù)組array所需的空間，給每一個元素賦值并輸出。 #includ

36、e #include void main() int arraysize;/數(shù)組長度 int *array,count; cout arraysize; if (array=(int *)malloc(arraysize* sizeof(int)=NULL) cout 申請不到內(nèi)存空間; 分析：分析： 程序通過調(diào)用malloc函數(shù)，在運(yùn)行過程中動態(tài)建立array數(shù)組； else for (count=0;countarraysize;count+) arraycount = count*2; /賦值 for (count=0;countarraysize;count+) cout arrayc

37、ount ; /輸出 cout endl; free(array); 該數(shù)組的空間大小由arraysize*sizeof(int)動態(tài)確定（因?yàn)閍rraysize可以由用戶輸入）。 輸入：10輸出：0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 3）new操作符操作符 new操作符是c+專有的，用來分配堆內(nèi)存，其功能類似于malloc和calloc，但不同之處在于， new是操作符而不是函數(shù)，因而更為簡潔和高效。 （1）格式）格式 new 解釋：解釋： 操作數(shù)描述為：類型名初始化值表 例如：new char為單個字符變量申請內(nèi)存空間。new int10為整型數(shù)組申請內(nèi)存空間。 例如：new

38、char100，申請能存放100個字符的內(nèi)存空間，等同于建立一個有100個元素的字符數(shù)組。 初始化值表可以指明數(shù)據(jù)個數(shù)，也可以直接給出各個數(shù)據(jù)的初始值。 new操作返回一個指針，該指針的類型與操作數(shù)中的類型名相同 。例如：new char100；返回字符類型指針。 （2）new操作的應(yīng)用實(shí)例操作的應(yīng)用實(shí)例 注意：可以將返回值直接賦予同類型指針，請看下面的例子： char *s;s=new char100; /等同于s=（char *)calloc(100,sizeof(char) 例6-16 將例6-15中給array申請內(nèi)存空間，改為用new操作實(shí)現(xiàn)。#include #include vo

39、id main( ) int arraysize; /數(shù)組長度數(shù)組長度 int *array,count; cout arraysize; if (array=new intarraysize)=NULL) cout 申請不到內(nèi)存空間申請不到內(nèi)存空間; else for (count=0;countarraysize;count+) arraycount = count*2; /賦值賦值 for (count=0;countarraysize;count+) cout arraycount ; /輸出輸出 cout endl; deletearray; 3釋放堆內(nèi)存釋放堆內(nèi)存 凡是調(diào)用call

40、oc函數(shù)、malloc函數(shù)或執(zhí)行new操作申請的內(nèi)存空間，在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后并不會自動釋放，只能由程序自行釋放，所以使用完畢或退出函數(shù)之前一定要釋放。 調(diào)用calloc函數(shù)、malloc函數(shù)申請的空間，可調(diào)用free函數(shù)來釋放；用new操作申請的空間則用delete操作來釋放。 1）free函數(shù)函數(shù) 格式：（函數(shù)原型）格式：（函數(shù)原型） void free(void *p)； 解釋：解釋： 參數(shù)p，是一個無符指針，該指針指向要釋放的內(nèi)存空間首地址。 該函數(shù)的類型是void，故沒有返回值。2）delete操作符操作符 格式格式 ： delete pointer 或 delete pointer 解

41、釋解釋 ： pointer是delete的操作數(shù)，它是new所返回的指針。 當(dāng)要釋放的內(nèi)存空間是分配給數(shù)組的，必須帶上。 4其它堆內(nèi)存操作函數(shù)其它堆內(nèi)存操作函數(shù) 下面簡單地介紹其它一些比較常用的堆內(nèi)存操作函數(shù)，這些函數(shù)的原型也都在malloc.h文件中。 1) memcpy函數(shù)函數(shù) 格式：void *memcpy(void *dest,const void *src,size_t length)； 功能：從src指向的源緩沖區(qū)中復(fù)制length個字符到dest指向的目的緩沖區(qū)中。 2) memset函數(shù)函數(shù) 格式：void *memset(void *s,int c,size_t length

42、)； 格式：格式：void *memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t length)； 功能：功能：比較由s1和s2指向的兩個緩沖區(qū)的內(nèi)容，長度為length個字符。稱為內(nèi)存比較函數(shù)。 3) memcpy函數(shù)函數(shù)功能：將s指向的長度為length的緩沖區(qū)填充為字符c。稱為內(nèi)存填充函數(shù) 6.7 指針的應(yīng)用指針的應(yīng)用 下面的程序?qū)斫庵羔樀膽?yīng)用有很大的幫助，通過程序的分析也可以幫助我們歸納本章的主要內(nèi)容。 例6-16 對若干字符串按字母順序排序后逐串輸出，需要排序輸出的字符串是任意的，例如若干個地址或者若干個課程名稱等等。 1）方法）方法 （1）設(shè)置一個字符指針數(shù)組，用來存放指向