北京交通大學(xué)C語言課件中

高級語言程序設(shè)計主講教師：丁丁計算機與信息技術(shù)學(xué)院dding@2023/2/4高級語言程序設(shè)計2主要內(nèi)容：指針7.1地址與指針7.2指針變量的定義和使用7.3指針與數(shù)組7.4指針數(shù)組7.5多維數(shù)組作為參數(shù)的通用函數(shù)7.6動態(tài)存儲管理7.7定義類型7.8指向函數(shù)的指針3要點回顧如何定義一個指針變量？指針變量在使用時為什么一定要指定指向的數(shù)據(jù)類型？指針變量在使用時為什么一定要初始化？未經(jīng)初始化的指針變量稱為？指針變量上的兩種主要操作是什么？變量的兩種訪問方式是什么？指針變量做函數(shù)參數(shù)時傳遞的是什么？通過使用指針變量做為函數(shù)參數(shù)可以返回多于一返回值改變函數(shù)調(diào)用時的環(huán)境變量空指針有什么用？2023/2/4高級語言程序設(shè)計4主要內(nèi)容：指針7.1地址與指針7.2指針變量的定義和使用7.3指針與數(shù)組7.4指針數(shù)組7.5多維數(shù)組作為參數(shù)的通用函數(shù)7.6動態(tài)存儲管理7.7定義類型7.8指向函數(shù)的指針指針（數(shù)值型/字符型）與一維數(shù)組（數(shù)值型數(shù)組/字符串）的關(guān)系5C指針與數(shù)組關(guān)系密切，以指針為媒介可以完成各種數(shù)組操作用指針做數(shù)組操作同樣要特別注意越界錯誤。指針和數(shù)組的關(guān)系是C語言特有的，除了由C派生出的語言（如C++），一般語言中沒有這種關(guān)系。如何利用指針訪問數(shù)組。6int*p1,*p2,*p3,*p4;inta[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

1指向數(shù)組元素的指針可以寫：p1=&a[0];p2=p1;p3=&a[5];p4=&a[10];

這個地址存在，但寫*p4是錯誤的。P4沒有指向合法元素p1=&a[0];可簡寫為：p1=a;數(shù)組名是表示數(shù)組首地址的地址常量區(qū)別？7當(dāng)指針p指向數(shù)組元素時說p指到了數(shù)組里。這時由p可以訪問被p指的元素，還可訪問數(shù)組的其他元素。例：p1=&a[0]，則p1+1合法，為a[1]的地址

p1+2、p1+3、…也合法，分別為a[2]、a[3]的地址使用：*(p1+2)=3;/*給a[2]賦值*/ p2=p1+5;/*使p2指向a[5]*/*(p2+2)=5;/*給a[7]賦值*/*(p2-2)=4;/*給a[3]賦值*/p2=p2-2;/*這使p2改指向a[3]*/通過指針訪問數(shù)組元素時必須保證不越界。

2指針運算8指針運算原理一個指針指向某數(shù)組里的元素時，為什么能算出下一元素位置？（這是指針運算的基礎(chǔ)）指針有指向類型，p指向數(shù)組a時，由于p的指向類型與a的元素類型一致，數(shù)據(jù)對象的大小可以確定。p+1的值可根據(jù)p的值和數(shù)組元素大小算出。由一個數(shù)組元素位置可以算出下一元素位置，或幾個元素之后的元素位置。指針運算的基礎(chǔ)。通用指針即使指到數(shù)組里，因沒有確定指向類型，因此不能做一般指針計算，只能做指針比較。9可進行增/減量操作（指針應(yīng)指在數(shù)組里）：

p3=p2;++p3;--p2;p3+=2;如果兩指針指在同一個數(shù)組里，可以求差，得到它們間的數(shù)組元素個數(shù)（帶符號整數(shù)）。

n=p3–p2;/*也可以求p2–p3*/在同一個數(shù)組里的指針可以比較大小：

if(p3>p2)....當(dāng)p3所指的元素在p2所指的元素之后時條件成立（值為1），否則不成立（值為0）。兩個指針不指在同一數(shù)組里時，比較大小沒有意義。3其他常用指針運算10兩個同類型指針可用==和!=比較相等或不等；任何指針都能與通用指針比較相等或不等；任何指針可與空指針值（0或NULL）比較相等或不等兩指針指向同一數(shù)據(jù)元素，或同為空值時它們相等。11當(dāng)一個指針指向數(shù)組時的數(shù)組寫法與指針寫法：指針的兩種用法設(shè)p1=&a[0]，p3=&a[5]p1和p3相當(dāng)于數(shù)組名

可寫：p1[3]=5;相當(dāng)于*（p1+3)=5；或a[3]=5；

p3[2]=8;相當(dāng)于*（p3+2)=8；或a[7]=8；

p1[3]稱為數(shù)組寫法，*(p1+3)稱為指針寫法兩類寫法有等價效力，可以自由選用。12a[0]a[1]a[2]a[3]a[9]...aa+9a+1a+2地址元素下標(biāo)法a[0]a[1]a[2]a[9]a[0]a[1]a[2]a[3]a[9]...pp+9p+1p+2地址元素指針法*p*(p+1)*(p+2)*(p+9)[]變址運算符a[i]

*(a+i)a[i]p[i]

*(p+i)*(a+i)*a*(a+1)*(a+2)*(a+9)p[0]p[1]p[2]p[9]13對數(shù)組名求值得到指向數(shù)組首元素的指針值數(shù)組名可以“看作”常量指針，可參與一些指針運算，與其他指針比大小，比較相等與不相等。通過數(shù)組名的元素訪問也可以采用指針寫法。

a[3]可寫為*(a+3)。注意：數(shù)組名不是指針變量，特別是不能賦值，不能更改。若a為數(shù)組，下面操作都是錯誤的：

a++; a+=3; a=p;有些運算雖不賦值但也可能沒意義。如a–3不可能得到合法指針值，因其結(jié)果超出數(shù)組界限14a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]intmain(){inta[5],*pa,i;for(i=0;i<5;i++) a[i]=i+1;pa=a;for(i=0;i<5;i++) printf("*(pa+%d):%d\n",i,*(pa+i));

//通過指針找地址法

for(i=0;i<5;i++) printf("*(a+%d):%d\n",i,*(a+i));

//通過指針找地址法

for(i=0;i<5;i++) printf("pa[%d]:%d\n",i,pa[i]);

//下標(biāo)法

for(i=0;i<5;i++) printf("a[%d]:%d\n",i,a[i]); //下標(biāo)法

return0;}12345pa例數(shù)組元素的引用方法（1）15//指針法intmain(){ inta[10]; int*p,i; for(i=0;i<10;i++) scanf(“%d”,&a[i]); printf(“\n”); for(p=a;p<a+10;p++) printf(“%d,”,*p); return0;}例數(shù)組元素的引用方法（2）三種方法的比較：下標(biāo)法和地址法的執(zhí)行效率相同，都是先計算數(shù)組元素的地址，再訪問數(shù)組元素的值，費時。指針法利用指針變量直接訪問數(shù)組元素的值，不必計算數(shù)組元素的地址，執(zhí)行效率高。下標(biāo)法直觀，指針法與地址法不夠直觀。16基于指針的數(shù)組程序設(shè)計指針運算是處理數(shù)組元素的一種有效方式。設(shè)有int數(shù)組a和指針p1,p2，下面代碼都打印a的元素：for(p1=a;p1<a+10;++p1)

printf("%d\n",*p1);for(p1=a;p1-a<10;++p1) printf("%d\n",*p1);for(p1=a,p2=a+10;p1<p2;++p1)printf("%d\n",*p1);for(p1=p2=a;p1-p2<10;++p1)printf("%d\n",*p1);17數(shù)組參數(shù)的意義C規(guī)定，數(shù)組參數(shù)就是相應(yīng)類型的指針參數(shù)：

intf(intn,intd[]){......}和intf(intn,int*d){......}

意義相同。數(shù)組參數(shù)就是利用指針實現(xiàn)的！這也使采用數(shù)組參數(shù)的函數(shù)能修改實參數(shù)組。18函數(shù)里也可用指針方式做元素訪問。intintsum(intn,inta[]){inti,m=0;for(i=0;i<n;++i)m+=*(a+i);returnm;}函數(shù)里不能用sizeof確定數(shù)組實參大?。汉瘮?shù)的數(shù)組形參實際是指針，求sizeof算出的是指針的大小。另一方面，sizeof的計算是在編譯中完成的。實參是動態(tài)運行中確定的東西。m+=a[i];intintsum(intn,int*a){inti,m=0;for(i=0;i<n;++i)m+=*(a+i);returnm;}19使用數(shù)組的一段元素以數(shù)組為參數(shù)的函數(shù)可處理一段元素。求元素和：doublesum(intn,doublea[]);設(shè)有雙精度數(shù)組b，40個元素已有值：用sum可求b所有元素之和/前一段元素之和：

x=sum(40,b); y=sum(20,b);sum不知道b的大小，它由參數(shù)得到數(shù)組首元素地址，從這里開始求連續(xù)40或20個元素的和。也可用sum求b中下標(biāo)12到24的一段元素之和。

z=sum(13,b+12);

20例1下面的程序的輸出結(jié)果是什么?#include<stdio.h>inta[]={2,4,7,8,9};intmain(){inti,*p=a;for(i=0;i<4;i++)a[i]=*(++p);printf("%d\n",a[2]);return0;}運行結(jié)果為：821例2inta[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},*p=a,i;

數(shù)組元素地址的正確表示：

（A）&(a+1)（B）a++（C）&p（D）&p[i]數(shù)組名是地址常量p++,p--()a++,a--()a+1,*(a+2)()22例intmain(){inta[]={5,8,7,6,2,7,3};inty,*p=&a[1];

y=(*--p)++;printf(“%d”,y);printf(“%d”,a[0]);return0;}輸出：56pp58762730123456a6例3注意指針變量的運算*p++(*p)++：*++p：*p++*(p++)：*p++先取p指向變量的值再指針變量加1(*p)++：(*p)++使p指向的元素值加1*++p：*++p先使指針變量加1再取*p23intmain(){inti,*p,a[7];p=a;for(i=0;i<7;i++)scanf("%d",p++);printf("\n");for(i=0;i<7;i++,p++)printf("%d",*p);return0;}p=a;pp58762730123456apppppp指針變量可以指到數(shù)組后的內(nèi)存單元例4

注意指針的當(dāng)前值24要點：1、指針變量可以實現(xiàn)自身值的改變：如：p++;但數(shù)組名則不能進行改變：a++是錯誤的用法。2、應(yīng)注意指針變量的當(dāng)前值。3、指針變量可以指向數(shù)組以后的內(nèi)存單元。4、注意以下的指針運算：若：inta[10],*p=a;則：p++

等價于

&a[1]

*p++

等價于

*(p++)

但

*(p++)與*(++p)卻不同

（*p）++等價于

a[0]++25例1利用指針，輸出int數(shù)組里一段元素：voidprt_seq(int*begin,int*end){for(;begin!=end;++begin)printf("%d\n",*begin);}prt_seq(a,a+10);prt_seq(a+5,a+10);prt_seq(a,a+3);prt_seq(a+2,a+6);prt_seq(a+4,a+4);prt_seq(a+10,a+10);最后兩個調(diào)用對應(yīng)空序列。完備嗎？26例2：“設(shè)置”函數(shù)：voidset_seq(int*b,int*e,intv){ for(;b!=e;++b)*b=v;

}例3：把序列中每個元素都用其平方根取代：voidsqrt_seq(double*b,double*e){for(;b!=e;++b)*b=sqrt(*b);}例4：求平均值：doubleavrg(double*b,double*e){double*p,x=0.0;if(b==e)return0.0;for(p=b;p!=e;++p)x+=*p;returnx/(e-b);}27數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)，是地址傳遞數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)，實參與形參的對應(yīng)關(guān)系實參形參數(shù)組名指針變量數(shù)組名指針變量數(shù)組名數(shù)組名指針變量指針變量數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)28ij379110675420123456789ijijijji11760594723實參與形參均用數(shù)組voidinv(intx[],intn){intt,i,j,m=(n-1)/2;for(i=0;i<=m;i++){j=n-1-i; t=x[i];x[i]=x[j];x[j]=t;}}intmain(){inti,a[10]={3,7,9,11,0,6,7,5,4,2};inv(a,10);printf("Thearrayhasbeenreverted:\n");for(i=0;i<10;i++)printf("%d,",a[i]);printf("\n");return0;}m=4例5將數(shù)組a中的n個整數(shù)按相反順序存放（1）29voidinv(int*x,intn){intt,*p,*i,*j,m=(n-1)/2;i=x;j=x+n-1;p=x+m;for(;i<=p;i++,j--){t=*i;*i=*j;*j=t;}}intmain(){inti,a[10]={3,7,9,11,0,6,7,5,4,2};inv(a,10);printf("Thearrayhasbeenreverted:\n");for(i=0;i<10;i++)printf("%d,",a[i]);printf("\n");return0;}實參用數(shù)組,形參用指針變量37911067542a[0]a[1]a[2]a[3]a[4]a[5]a[6]a[7]a[8]a[9]xp=x+ma數(shù)組60711594723ijijijjiji例5將數(shù)組a中的n個整數(shù)按相反順序存放（2）30voidinv(int*x,intn){intt,*i,*j,*p,m=(n-1)/2;i=x;j=x+n-1;p=x+m;for(;i<=p;i++,j--){t=*i;*i=*j;*j=t;}}intmain(){inti,a[10],*p=a;for(i=0;i<10;i++,p++)scanf("%d",p);

p=a;

inv(p,10);printf("Thearrayhasbeenreverted:\n");for(p=a;p<a+10;p++)printf("%d",*p);return0;}實參與形參均用指針變量例5將數(shù)組a中的n個整數(shù)按相反順序存放（3）31voidinv(intx[],intn){intt,i,j,m=(n-1)/2;for(i=0;i<=m;i++){j=n-1-i; t=x[i];x[i]=x[j];x[j]=t;}}intmain(){inti,a[10],*p=a;for(i=0;i<10;i++,p++)scanf("%d",p);

p=a;

inv(p,10);printf("Thearrayhasbeenreverted:\n");for(p=a;p<a+10;p++)printf("%d",*p);return0;}實參用指針變量形參用數(shù)組例5將數(shù)組a中的n個整數(shù)按相反順序存放（4）32#include<stdio.h>#defineMAX5voidfun1();voidfun2(int[]);inta[MAX];intmain(){fun1();fun2(a);printf("\n");return0;}voidfun1(){intk,t=0;for(k=0;k<MAX;k++,t++)a[k]=t+t;}voidfun2(intb[]){intk;for(k=0;k<MAX;k+=2)printf("%4d",*(b+k));}例6分析程序?qū)懗鼋Y(jié)果

運行結(jié)果為：04833#include<stdio.h>voidfun(int*s){staticintj=0;do{s[j]+=s[j+1];}while(++j<2);}intmain(){intk,a[10]={1,2,3,4,5};for(k=1;k<3;k++)fun(a);for(k=0;k<5;k++)printf(“%4d”,a[k]);return0;}例7分析程序?qū)懗鼋Y(jié)果

運行結(jié)果為：3574534int*p與intq[10]數(shù)組名是指針（地址）常量p=q;p+i是q[i]的地址數(shù)組元素的表示方法:下標(biāo)法和指針法，即若p=q,則p[i]q[i]*(p+i)*(q+i)

形參數(shù)組實質(zhì)上是指針變量，即intq[]int*q在定義指針變量（不是形參）時，不能把int*p寫成intp[];系統(tǒng)只給p分配能保存一個指針值的內(nèi)存區(qū)(一般2字節(jié)）；而給q分配sizeof(int)*10字節(jié)的內(nèi)存區(qū)一級指針變量與一維數(shù)組的關(guān)系35定義字符指針時可用字符串常量初始化，如：char*p="Programming";1）定義了指針p2）建立了一個字符串常量，內(nèi)容為"Programming"3）令p指向該字符串常量。圖(a)chara[]="Programming";

1）定義了一個12個字符元素的數(shù)組2）用"Programming"各字符初始化a的元素，圖(b)字符指針與字符數(shù)組常用字符指針指向字符數(shù)組元素361）指針p可重新賦值（數(shù)組不能賦值:a=“…”）：

p="ProgrammingLanguageC";2）p和a類型不同，大小不同。a占12個字符的空間。3）a的元素可以重新賦值。如：a[8]='e';a[9]='r';a[10]='\0'; a的內(nèi)容現(xiàn)在變成“Programmer”37IloveChistring[0]string[1]string[2]string[3]string[4]string[5]string[6]string[7]string[8]string[9]stringstring[10]string[11]string[12]string[13]n!a\0//字符串用字符數(shù)組實現(xiàn)intmain(){charstring[]=“IloveChina!”;printf(“%s\n”,string);printf(“%s\n”,string+7);return0;}//字符串用字符指針實現(xiàn)intmain(){char*string=“IloveChina!”;printf(“%s\n”,string);

string+=7;while(*string){putchar(string[0]);string++;}return0;}IloveChina!China!38#include<stdio.h>intmain(){ chararr[]="ABCDE"; char*ptr; for(ptr=arr;ptr<arr+5;ptr++) printf("%s\n",ptr); return0;}運行結(jié)果：ABCDE

BCDE

CDE

DE

E例1分析以下程序的運行結(jié)果39#include<stdio.h>intmain(){ char*p1="programming",*p2="language"; inti; for(i=0;i<7;i++) if(*(p1+i)==*(p2+i)) printf("%c",*(p1+i)); return0;}運行結(jié)果：ga例2分析以下程序的運行結(jié)果

40例3，輸入一行到數(shù)組里：enum{NLINE=256};charline[NLINE];intcount;char*p;/*-----------------------------------------*/p=line;while(p–line<NLINE-1&&(*p=gerchar())!='\n')++p;*p='\0';/*做成字符串*//*-----------------------------------------*/for(count=0,p=line;*p!='\0';++p)if(*p=='e')++count;/*統(tǒng)計e的個數(shù)*/41例1，用指針方式實現(xiàn)字符串長度函數(shù)。一種方式：intstrLength(constchar*s){intn=0;/*通過局部指針掃描串中字符*/while(*s!='\0'){s++;n++;}returnn;}另一實現(xiàn)：intstrLength(constchar*s){char*p=s;while(*p!='\0')p++;returnp-s;}參數(shù)類型(char*)，實參應(yīng)是字符串或存字符串的數(shù)組指針與數(shù)組操作函數(shù)實例指針使用非常靈活42voidstrCopy(char*s,constchar*t){while((*s=*t)!='\0'){s++;t++;}}把指針更新操作也寫在循環(huán)測試條件里，voidstrCopy(char*s,constchar*t){while(*s++=*t++);//空語句}賦值表達式有值，'\0'就是0，可簡化：voidstrCopy(char*s,constchar*t){while(*s=*t){s++;t++;}}例2，用指針實現(xiàn)字符串復(fù)制函數(shù)。43例用函數(shù)調(diào)用實現(xiàn)字符串復(fù)制（1）用字符數(shù)組作參數(shù)aIamateaceh\0r.fromabyuarasutndetoboet.\0Iaaeceh\0r.t.\0mtavoidcopy_string(charfrom[],charto[]){inti=0;while(from[i]!='\0'){to[i]=from[i];i++;}to[i]='\0';}intmain(){chara[]="Iamateacher.";charb[]="Youareastudent.";printf("string_a=%s\nstring_b=%s\n",a,b);

copy_string(a,b);printf("\nstring_a=%s\nstring_b=%s\n",a,b);return0;}字符指針作函數(shù)參數(shù)44例用函數(shù)調(diào)用實現(xiàn)字符串復(fù)制（2）用字符指針變量作參數(shù)aIamateaceh\0r.fromabyuarasutndetoboet.\0Iaaeceh\0r.t.\0mtavoidcopy_string(char*from,char*to){for(;*from!='\0';from++,to++)*to=*from;*to='