大學(xué)課件語言大一上第5章

1、2022-3-51C語言程序設(shè)計 2022-3-52第五章 一級指針與一維數(shù)組主講主講: : 計算機學(xué)院計算機學(xué)院 吳敏吳敏天使與魔鬼的化身指針 指針: 鐵桿C/C+程序員最摯愛的武器 指針造就了C/C+的高效和強大，很多不可能的任務(wù)由指針完成 黑客攻擊服務(wù)器利用的bug絕大部分都是指針和數(shù)組造成的這 “該程序執(zhí)行了非法操作，即將關(guān)閉”種錯誤幾乎全是由指針和數(shù)組導(dǎo)致的2010年5月10日星期一內(nèi)存地址內(nèi)存：計算機內(nèi)的存儲部件，活動中程序指令和數(shù)據(jù)都保存在內(nèi)存中速度快、但是掉電即失內(nèi)存中的每個字節(jié)都有唯一的一個地址, 地址是一個無符號整數(shù)（通常用16進(jìn)制數(shù)）只要指明要訪問的內(nèi)存單元的地址，就可以

2、立即訪問到該單元可以認(rèn)為：地址和指針是同義詞，變量的指針就是變量的地址2010年5月10日星期一指針的故事 地下工作者阮小二接到上級指令，要去尋找打開密電碼的密鑰，這是一個整數(shù)。幾經(jīng)周折，才探知如下線索，密鑰藏在一棟三年前就被貼上封條的小樓中。一個風(fēng)雨交加的夜晚，阮小二潛入了小樓，房間很多，不知該進(jìn)哪一間，正在一籌莫展之際，忽然走廊上的電話鈴聲響起。阮小二抓起聽筒，只聽一個陌生人說：“去打開211房間，那里有線索”。阮小二疾步上樓，打開211房門，用電筒一照，桌上隱約顯現(xiàn)：1000。阮小二眼睛一亮，迅速找到1000房間，取出重要數(shù)據(jù)66，完成了任務(wù)。2010年5月10日星期一故事說明重要數(shù)據(jù)藏

3、在一個內(nèi)存地址單元中，地址是1000。地址1000又由另一單元P所指認(rèn)，P單元的地址為211。66的直接地址是1000；66的間接地址是211，因為211單元中存的是直接地址1000。我們稱P為指針變量，1000是指針變量的值，實際上是有用數(shù)據(jù)藏在地址為1000的存儲器中。. .10002116610002010年5月10日星期一指針的概念 指針變量：用來存放另一變量地址的變量（內(nèi)存地址），簡稱指針 指針是對一種特殊變量的稱呼，其特殊性表現(xiàn)在類型（運算）和值上。變量數(shù)組字符串函數(shù)指針常量2010年5月10日星期一指針既然是變量，所以也具有變量的三個要素：變量的名稱。命名規(guī)則與一般變量一樣，是由

4、英文字符或下劃線開始的。變量的類型?！癤型指針”、“指向X類型的指針”。變量的值。有特殊含義-是某個內(nèi)存地址。指針定義類型 *標(biāo)識符int *pi, *pc;2010年5月10日星期一這里的&是取地址運算符，&i表示取變量i的地址int *pi = &i;表示定義一個指向int型的指針變量pi，并用i的地址來初始化pipi是變量, int *是類型變量占用內(nèi)存空間，pi的大小是sizeof(int *)指針?biāo)缸兞縤nt i = 0;int *pi = &i;char c =a;char *pc = &c;c:97i:0.pc:0 x804a0024pi

5、:0 x804a00200 x804a00240 x804a00200 x804a00140 x804a00102010年5月10日星期一示例#include /*演示指針的定義*/int main( ) int i=0;char c=a; int*pi; char *pc;pi = &i;pc = &c;printf(變量t內(nèi)容tt地址n);printf(-n);printf(it%dtt%pn,i, &i);printf(ct%ctt%pn,c, &c);printf(pit%pt%pn,pi, &pi);printf(pct%pt%pn,pc, &

6、amp;pc);printf(-n);printf(pi=%dtpc=%cn, *pi, *pc);return 0; pointer1.c2010年5月10日星期一NULL是一個等于0的常量，在頭文件stddef.h中定義, 它是唯一的一個允許直接賦值給指針的整數(shù)值空指針int *p = NULL; 表示指針不指向任何內(nèi)存地址 防止其指向任何未知的內(nèi)存區(qū)域 把指針初始化為 NULL 是好習(xí)慣, 可以避免產(chǎn)生難以預(yù)料的錯誤發(fā)生2010年5月10日星期一指針的作用與意義 指針的最根本意義在于：使程序可以通過地址訪問數(shù)據(jù)和函數(shù)。2010年5月10日星期一關(guān)于指針的原則 學(xué)習(xí)原則 一定要學(xué)會 其實通

7、常的應(yīng)用很簡單，就是一個變量 復(fù)雜的應(yīng)用也不建議使用 使用原則 永遠(yuǎn)要清楚每個指針指向了哪里 遠(yuǎn)要清楚指針指向的位置是什么2010年5月10日星期一指針運算2010年5月10日星期一取地址運算符& &運算符用來取被操縱對象的地址 例如： &x表示變量x在內(nèi)存的存放地址，若x的地址0 xbfff0010, 則&x的值就是0 xbfff0010。 &的優(yōu)先級是14。2010年5月10日星期一取值運算符* *運算訪問指針?biāo)缸兞俊?例如： x=*p是將指針p所指變量的值賦給x *p=5是將5送入指針p所指變量中 *的優(yōu)先級也為142010年5月10日星期一&a

8、mp; 與 * 的關(guān)系#include /*演示指針的定義*/int main( )int * p = NULL;int i = 0;int a5=0,0,0,0,0;p = &i;*p = 1;printf(i = %dn, i);p = a;*p = 2;printf(a0 = %dn, a0);p = &a0;*p = 3;printf(a0 = %dn, a0);p = &a4;*p = 4;printf(a4 = %dn, a4);return 0; &和*互為逆運算 &是取地址運算符，操作對象是變量，&運算的結(jié)果指向該變量的指針 *是

9、取值運算符，操作對象是地址，*運算訪問地址表達(dá)式所指變量pointer2.c2010年5月10日星期一 指針變量中只能存放地址,因此,在使用中不要將一個整數(shù)賦給一指針變量指針賦值#include /*演示指針的賦值*/int main( ) int a = 66; int *p=NULL; int *q=NULL; p = a; q = 66; p = &a; /將變量 a 的地址賦給 p q = p; / 將 p 的值賦給 q printf(%d %d %dn, a, *p, *q); return 0;pointer3.c2010年5月10日星期一如果已執(zhí)行了語句 pointer_

10、；對對“”和和“* *”運算符說明：運算符說明：n存在的存在的等價關(guān)系：等價關(guān)系： n（1 1）pointer_1= =&a; pointer_1= =&a; n（2 2） * * pointer_1pointer_1 =a ; =a ; n（3 3）& &* * pointer_1 pointer_1 = pointer_1 ; = pointer_1 ; n（4 4） * *& pointer_1& pointer_1 = pointer_1 = pointer_1 n（5 5） * *&a=a&a=an但是：但是：&

11、 &* *a=a; a=a; 卻是錯誤的，卻是錯誤的，因為因為a a不代表地址，所以不代表地址，所以* *a a無意義無意義。int i,*p；p=&i; int *p;float *q;p=q;int i;float *p;p=&i;int *p;p=100;指針變量只指針變量只存放地址存放地址!一個指針變量不能一個指針變量不能指向與其類型不同指向與其類型不同的變量的變量!我是真的，我是真的，你猜對了嗎？你猜對了嗎？應(yīng)在類型相應(yīng)在類型相同的指針變同的指針變量之間賦值量之間賦值指針運算法則 只能進(jìn)行加減和關(guān)系運算 +、- =!= 只能同類型指針之間或指針與整數(shù)之間運算2

12、010年5月10日星期一數(shù)組下標(biāo)范圍數(shù)組下標(biāo)范圍0-0-4 4 C語言為這些數(shù)據(jù)，提供了一種構(gòu)造數(shù)據(jù)類型：語言為這些數(shù)據(jù)，提供了一種構(gòu)造數(shù)據(jù)類型：數(shù)組。所謂數(shù)組。所謂數(shù)組就是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)數(shù)組就是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)的有序集合。的有序集合。n一個班學(xué)生的學(xué)習(xí)成績一個班學(xué)生的學(xué)習(xí)成績n一行文字一行文字n一個矩陣一個矩陣這些數(shù)據(jù)的特點是：這些數(shù)據(jù)的特點是：- -批量處理數(shù)據(jù)批量處理數(shù)據(jù)1.1.具有相同的數(shù)據(jù)類型具有相同的數(shù)據(jù)類型2.2.使用過程中需要保留原始數(shù)據(jù)使用過程中需要保留原始數(shù)據(jù)一維數(shù)組11年4月6日星期三注意：表達(dá)式表示數(shù)組元素的個數(shù)，下標(biāo)從0開始C89中表達(dá)式必須是常

13、數(shù)，不允許為常量或變量(VC6, VS2005)C99中允許表達(dá)式為常量或變量，即支持動態(tài)數(shù)組 (gcc4, dev-cpp)一維數(shù)組聲明類型 數(shù)組名表達(dá)式int a10;/* 定義包含10個整數(shù)元素的數(shù)組 */#define NUM 10int arrayNUM;int count = 0;scanf(%d, &count);int bcount;11年4月6日星期三0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000定義數(shù)組就是定義了一塊連續(xù)的空間，數(shù)組元素按

14、序存放在這塊空間中。數(shù)組名字是數(shù)組首元素的內(nèi)存地址。注意數(shù)組名是一個常量，不能被賦值?？臻g的大小等于元素數(shù)*每個元素所占的空間大小，如定義int a10，將占用了40個字節(jié)空間，aa0a1a2數(shù)組的本質(zhì)1 Byte= 8 bit因為每個整型數(shù)占4個字節(jié)。11年4月6日星期三火眼金睛看一看#include #define NUM 10/* 演示一維數(shù)組元素存儲和訪問 */int main() int aNUM; int i; for(i=0; iNUM; i+) ai=i; printf(變量t地址tt內(nèi)容n); printf(-n); for(i=0; iNUM; i+) printf(a%d

15、t%pt%dn,i, &ai, ai); printf(-n); printf(at%pt%dn, a, *a);access.c return 0;11年4月6日星期三一維數(shù)組的初始化直接在定義時初始化定義后通過循環(huán)完成賦值11年4月6日星期三直接在定義時初始化 聲明數(shù)組時可以對數(shù)組初始化 初始化表的長度短于要被初始化的數(shù)組元素數(shù)目，那么剩余元素被初始化為0 帶有初始化的數(shù)組可以不定義長度，如：int x5 = 2,3,5,1,4;int x5 = 2,3;int x = 2,3,5,1,4;11年4月6日星期三示例#include /*演示直接在定義的時候初始化*/int main

16、()int x5=2,3,5,1,4;int i =0;for(i=0; i5; i+)printf(%d ,xi); return 0;init1.c 11年4月6日星期三請點評#include int main()int i;int x5;x5 = 2,3,5,1;for(i=0; i5; i+)printf(%d ,xi); return 0;init2.c 11年4月6日星期三數(shù)組賦值問題不允許對數(shù)組進(jìn)行整體賦值操作，只能使用循環(huán)逐一復(fù)制元素int a8, b8;a = b; 例：將數(shù)組a和數(shù)組b的差送入數(shù)組c中，實現(xiàn)方法如下：c = a - b;for(i=0; i8; i+) ci

17、 = ai - bi;11年4月6日星期三#includeInt main()int i;int x5;for(i=0; i5; i+)scanf(%d ,&xi);return return 0 0; ; init2.c定義后通過循環(huán)完成賦值數(shù)組的輸入和輸出 數(shù)組輸入int array3; int i;for(i = 0; i 3; i+) scanf(%d, &arrayi);int array3;int i; scanf(%d %d %d, &array); 數(shù)組輸出int array3;int i; for(i = 0; i 3; i+)printf(%d, a

18、rrayi); int array3;int i; printf(%d, array); 11年4月6日星期三數(shù)據(jù)下標(biāo)越界問題 C語言不檢查數(shù)組下標(biāo)的越界。如果定義數(shù)組 int a10，合法的下標(biāo)范圍是0 9，但如果你引用a10，系統(tǒng)不會報錯，但是程序非常容易出現(xiàn)異常 解決方法：程序員在對下標(biāo)變量進(jìn)行操作前，仔細(xì)檢查下標(biāo)的合法性11年4月6日星期三請點評#include int main()int i;int a3 = 111, 222, 333;for (i = 1; i = 3; i+) ai = 0; printf(%dn, ai);return(0);overflow.c11年4月6日

19、星期三指針與數(shù)組2010年5月10日星期一指針與數(shù)組 指針與數(shù)組有著密切的關(guān)系 數(shù)組名是數(shù)組的首地址，指針值也是一個地址則p與a表示 如果指針指向數(shù)組的首地址，例p指向a0,的是同一個對象 事實上，在C中把數(shù)組名可以看作常量指針 指針也可當(dāng)作數(shù)組名使用2010年5月10日星期一指針與數(shù)組等價之處 注意： ai,pi, *(a+i), *(p+i)等價#include /*演示指針標(biāo)識數(shù)組*/int main( ) int i=0; int *p = NULL; int a5=0,1,2,3,4; p = a; for(i=0; i5; i+) printf(a%d = %d %d %d %dn

20、, i, ai, pi, *(a+i), *(p+i); pointer4.c return 0;2010年5月10日星期一表表5.2 5.2 數(shù)組元素及元素地址的表示（數(shù)組元素及元素地址的表示（數(shù)組定義：數(shù)組定義：int a5;int a5;）表示表示 意義意義 等價表示等價表示 a a 數(shù)組第一個元素的地址，是指針常量數(shù)組第一個元素的地址，是指針常量 &a0&a0a+i(0i4) a+i(0i4) 第第i+1i+1個元素的地址，是指針常量表個元素的地址，是指針常量表達(dá)式，不可被修改達(dá)式，不可被修改 &ai &ai &ai(0i4)&ai(0i

21、4)a+i a+i * *(a+i)(0i4)(a+i)(0i4) 第第i+1i+1個元素的間接引用表達(dá)，是基個元素的間接引用表達(dá)，是基類型的變量類型的變量 ai ai ai(0i4)ai(0i4)第第i+1i+1個元素的下標(biāo)（索引）表達(dá)，個元素的下標(biāo)（索引）表達(dá)，是基類型的變量是基類型的變量 * *(a+i) (a+i) 總結(jié)：總結(jié)：一維數(shù)組元素的一維數(shù)組元素的地址地址有兩種等價表示：有兩種等價表示：a+i= =&aia+i= =&ai；一維；一維數(shù)組數(shù)組元素元素有兩種等價表示：有兩種等價表示：* *(a+i)= ai(a+i)= ain1 1、只在、只在sizeofsize

22、of（數(shù)組名）和（數(shù)組名）和& &數(shù)組名這兩種表達(dá)式的時數(shù)組名這兩種表達(dá)式的時候表示候表示“數(shù)組數(shù)組”這個整體概念這個整體概念, ,n2 2、表示該數(shù)組的位置，即數(shù)組第一個元素的地址，此、表示該數(shù)組的位置，即數(shù)組第一個元素的地址，此時時a a的值等于的值等于a0a0這個元素的物理地址，此時這個元素的物理地址，此時a+ia+i的數(shù)值的數(shù)值等于等于aiai這個元素的物理地址，這個元素的物理地址，* *(a+i)(a+i)表示表示aiai這個元這個元素的間接表示方法，如下圖示意：素的間接表示方法，如下圖示意：指針與數(shù)組不同之處 指針是一個變量 數(shù)組名不是一個變量，是一個常量指針 定義

23、數(shù)組分配空間由類型和下標(biāo)決定，定義指針僅僅分配指針類型空間int *p;int a=1,2,3;a = p;a+;int *p;int a=1,2,3;p = a;p+;2010年5月10日星期一n從鍵盤上輸入從鍵盤上輸入1010個整數(shù)，輸出這些元素及其中正數(shù)和負(fù)個整數(shù)，輸出這些元素及其中正數(shù)和負(fù)數(shù)的個數(shù)（請用數(shù)組實現(xiàn)）數(shù)的個數(shù)（請用數(shù)組實現(xiàn)）#include #include int main()int main() int a10,i; int a10,i; int positive=0,negative=0; int positive=0,negative=0; printf(Pleas

24、e input 10 elements:n);printf(Please input 10 elements:n);for (i=0;i10;i+) for (i=0;i10;i+) scanf(%d,&ai); scanf(%d,&ai); for (i=0;i10;i+)for (i=0;i0) positive+; if(ai0) positive+; else if (ai0) negative+ ;else if (ai0) negative+ ;for (i=0;i10;i+) for (i=0;i10;i+) printf(%d,ai);printf(%d,ai)

25、;printf(n positive number are %d,negative number are printf(n positive number are %d,negative number are %dn,positive,negative);%dn,positive,negative);return 0;return 0; n程序程序5.35.3從鍵盤上輸入從鍵盤上輸入n(1n10)n(1n10)個整數(shù)，求出最大值個整數(shù)，求出最大值n思路思路：（1 1）首先需要定義數(shù)組以存儲）首先需要定義數(shù)組以存儲n n個整數(shù)，再用一層循環(huán)輸出元素值個整數(shù)，再用一層循環(huán)輸出元素值（2 2）然后用

26、一層循環(huán)作統(tǒng)計、找最大值）然后用一層循環(huán)作統(tǒng)計、找最大值（3 3）最后輸出結(jié)果）最后輸出結(jié)果 #include #include int main()int main() int a10,i,n; int a10,i,n; int max; int max; dodo printf(Please input n(1=n=10):n);printf(Please input n(1=n=10):n);scanf(%d,&n);scanf(%d,&n);while (n10);while (n10);printf(Please input %d elements:n,n);prin

27、tf(Please input %d elements:n,n);for (i=0;in;i+) for (i=0;in;i+) max=a0 ;max=a0 ; for (i=1;in; i+) for (i=1;imax) max=(a+i)max) max=* *(a+i);(a+i); printf(max element=%dn,max);printf(max element=%dn,max);return 0;return 0; 數(shù)組首元素地址可以傳給？數(shù)組首元素地址可以傳給？基類型相同的指針變量基類型相同的指針變量地址傳遞地址傳遞 例：例：int a5;int a5; int i

28、nt * *p=a;p=a;注意：注意： p p是變量，是變量，也可以獲得任意元素的地址值，也可以獲得任意元素的地址值，例：例：p=&a2 p=&a2 此時此時:p0:p0等價于等價于* *p p或或a2a2， p2p2等價于等價于* *（P+2)P+2)或或a2a2 a0a1a2a3a3a4a413ff58app0p1p2p3p3p4p413ff58n當(dāng)當(dāng)p=ap=a后，有下列等價關(guān)系存在：后，有下列等價關(guān)系存在：n(1)(1)數(shù)組元素的表示：數(shù)組元素的表示：n 下標(biāo)法：下標(biāo)法：pi pi 、aiain 間接引用法：間接引用法：* *(p+i) (p+i) 、* *(a+i)

29、(a+i)n(2)(2)數(shù)組元素地址的表示數(shù)組元素地址的表示: :n 指針表達(dá)式法：指針表達(dá)式法：p+ip+i、a+i a+i n 元素取地址法：元素取地址法：&pi&pi、&ai&ain程序程序5.5:5.5:用一級指針訪問一維數(shù)組元素示例用一級指針訪問一維數(shù)組元素示例 a0a1a2a3a3a4a413ff58app0p1p2p3p3p4p413ff5813ff5cp0p1p1p2p2n移動下標(biāo)與移動指針訪問數(shù)組的元素例示移動下標(biāo)與移動指針訪問數(shù)組的元素例示: :n程序程序5.8 5.8 請將一個初值分別為請將一個初值分別為1 1、2 2、3 3、4 4、5

30、5、7 7、8 8、9 9、1010的整的整形數(shù)組形數(shù)組逆置存放，并輸出逆置后數(shù)組元素。逆置存放，并輸出逆置后數(shù)組元素。 n分析：逆置數(shù)組，即從兩邊向中間對應(yīng)位置的元素兩兩分析：逆置數(shù)組，即從兩邊向中間對應(yīng)位置的元素兩兩互換互換。n方法一：方法一：采用移動下標(biāo)法采用移動下標(biāo)法, ,用用i i和和j j分別指示待交換的兩分別指示待交換的兩個元素的下標(biāo)，個元素的下標(biāo)，i i從從0 0開始遞增，開始遞增，j j從從9 9開始遞減，循環(huán)條開始遞減，循環(huán)條件為件為ijij。n方法二：方法二：采用移動指針法，設(shè)兩個指針采用移動指針法，設(shè)兩個指針p p和和q q分別指向第分別指向第一個元素和最后一個元素，一

31、個元素和最后一個元素，交換對應(yīng)的交換對應(yīng)的* *p p和和* *q q，然后，然后p+p+同時同時q-q-，循環(huán)條件為循環(huán)條件為pqpq。n程序程序5.8 5.8 方法一核心代碼方法一核心代碼nfor (i=0,j=9;ij;i+,j-) nntemp=ai;nai=aj;naj=temp;nn等效于等效于:(只用只用 i 控制下標(biāo)控制下標(biāo))nfor (i=0;i10/2;i+) ntemp=ai;nai=a10-1-i;na10-1-i=temp;n n程序程序5.8 5.8 方法二核心代碼方法二核心代碼nfor (p=a,q=a+9;pq;p+,q-)nntemp=*p;n*p=*q;n*

32、q=temp;nn等效于等效于:(只用只用 p 控制指針變化控制指針變化)nfor (p=a;pa+10/2;p+)ntemp=*p;n*p=*(a+10-1-(p-a);n*(a+10-1-(p-a)=temp;n n程序程序5.9 5.9 從鍵盤上輸入從鍵盤上輸入n(1n10)n(1n10)個整數(shù)作為數(shù)組個整數(shù)作為數(shù)組a a的元素值，的元素值，再讀入一個待查找的整數(shù)再讀入一個待查找的整數(shù)x x，在，在a a數(shù)組中查找數(shù)組中查找x x，如果存在輸出它，如果存在輸出它的下標(biāo)，否則提示：的下標(biāo)，否則提示：“Not present!Not present!” n提示：提示：本程序完整的循環(huán)條件：本

33、程序完整的循環(huán)條件：in&x!=*(p+i) p=a;p=a; / /使使p p回到數(shù)組開頭回到數(shù)組開頭while(in)while(in) if (x=if (x=* *(p+i)(p+i)break;break;i+; i+; if(in) if(in) printf(value=%d, index=%dn,x,i);printf(value=%d, index=%dn,x,i);elseelseprintf(Not present!n);printf(Not present!n);n程序程序5.12 5.12 從鍵盤上輸入從鍵盤上輸入n(1n10)n(1n10)個整數(shù)，首先輸出這些元素，個整數(shù)，首先輸出這些元素，再用選擇法排序，最后輸出排序后的元素。再用選擇法排序，最后輸出排序后的元素。n提示：將數(shù)組分為左右兩個