C語言程序設(shè)計實(shí)用教程陳方第6章

6.1指針與指針變量6.1.1指針在計算機(jī)中，內(nèi)存由一個個具有連續(xù)編碼的存儲單元所組成，即每一個存儲單元都具有唯一的、固定的編號，這個編號稱為內(nèi)存單元的地址。如果在程序中定義了一個變量，由于不同的數(shù)據(jù)類型占據(jù)不同字節(jié)的存儲空間，在編譯時，系統(tǒng)就根據(jù)程序中定義的變量類型，分配相應(yīng)的存儲空間。例如，對整型變量分配2個字節(jié)，對實(shí)型變量分配4個字節(jié)，對字符型變量分配1個字節(jié)，而每一個字節(jié)都有一個地址。每個變量的首字節(jié)的地址稱為該變量的地址。一個變量的地址稱為這個變量的指針，指針就是地址。內(nèi)存中的地址常用十六進(jìn)制整型數(shù)表示。如何查看一個變量的地址呢？可以用取地址運(yùn)算符“&”來實(shí)現(xiàn)。如運(yùn)行以下程序：main(){inta=26；printf("&a=%x，a=%d\n"，&a，a)；}可以查看整型變量a的地址（a占2個字節(jié)，看到的是它的首字節(jié)的地址）和a的值。

6.1.2直接訪問和間接訪問在C語言的程序中，一般是通過變量名對內(nèi)存單元進(jìn)行存取操作的。程序經(jīng)過編譯以后將變量名轉(zhuǎn)換為變量的地址，對變量值的存取都是通過地址進(jìn)行的。像這種直接按變量地址存取變量值的方式稱為“直接訪問”。如對以下程序：main(){inta，b，c；a=10；b=16；c=a+b；printf("%d\n"，c)；}

變量的“間接訪問”方式是將變量a的地址存放在另一個稱為“指針變量”的變量中，當(dāng)要讀取變量a的值時，先從指針變量中取出a的地址，再從這個地址單元中取出a的值。

6.1.3指針變量的定義和引用如前所述，變量的地址就是變量的指針，存放變量指針（地址）的變量稱為指針變量。指針變量的使用和其他變量的使用一樣需要“先定義，后使用”。1．指針變量的定義

指針變量不同于其他變量，它是用來專門存放地址的，必須將它定義為“指針類型”。指針變量定義的一般形式為：數(shù)據(jù)類型*指針變量名其中，“數(shù)據(jù)類型”說明該指針變量所指向的變量類型，“*”表示所定義的變量是一個指針變量而不是一個普通變量。例如：inta，b，*pa，*pb；pa=&a；pb=&b；定義了整型變量a、b及指針變量pa、pb，且pa、pb是用來指向整型變量的（即用來存放整型變量的地址）?！?”是取地址運(yùn)算符，pa=&a將變量a的地址存放到指針變量pa中，pb=&b將變量b的地址存放到指針變量pb中。在定義指針變量時可以賦給初值，例如：inta，b，*pa=&a，*pb=&b；

2．指針變量的引用

在定義了一個指針變量并確定了它的指向后，就可以利用它來訪問所指向的變量，稱為對指針變量的引用。引用指針變量的一般形式為：*指針變量名這里的“*”稱為指針運(yùn)算符，也稱為“間接訪問”運(yùn)算符。

[例6-1]

指針變量的引用。程序如下：main（）{inta，b，*pa，*pb；pa=&a；pb=&b；a=2；b=4；printf（"%d，%ｄ\n"，*pa，*pb）；*pa=10；*pb=20；printf("%d，%d\n"，a，b)}程序運(yùn)行結(jié)果：2，410，20注意：在C語言中，“*”符號目前已出現(xiàn)三種用法，一是乘法符號；二是指針變量定義符；三是指針變量引用符。在上例中，“先定義”指針變量，“后使用”——給它賦值（變量的地址）、引用它。等同于變量a*pa變量a的地址&apa=&a6.2指針運(yùn)算與其他變量一樣，指針也是一種特殊的變量，也有指針運(yùn)算。其中最常用的運(yùn)算有：取地址運(yùn)算&，取值運(yùn)算*，以及指針加、減運(yùn)算等。1．取地址運(yùn)算&取地址運(yùn)算是指取出運(yùn)算符&后面的變量在內(nèi)存中占用的空間的起始地址。因?yàn)楸恢赶虻淖兞靠赡苷加枚鄠€內(nèi)存單元，指針并不記錄它的所有地址，而只指向它的起始地址。2．取數(shù)據(jù)運(yùn)算*與取地址運(yùn)算符“&”相對應(yīng)的是取數(shù)據(jù)運(yùn)算符“*”，也稱指針運(yùn)算符。取地址運(yùn)算的操作對象是變量，而取數(shù)據(jù)運(yùn)算的操作對象則是指針變量，用于訪問某個地址的數(shù)據(jù)?！?”運(yùn)算符除作為取數(shù)據(jù)運(yùn)算符外，還作為定義指針變量標(biāo)識符，另外還可作為算術(shù)乘法運(yùn)算符。對于“*”在不同場合的作用，編譯器能夠根據(jù)上下文環(huán)境判別其作用。3．指針變量的算術(shù)運(yùn)算

在C語言中，可以通過加減一個整數(shù)來移動指針。指針增1運(yùn)算后指向下一個數(shù)據(jù)（注意不是下一個字節(jié)）的位置，指針減1運(yùn)算后指向上一個數(shù)據(jù)的位置。例如：inta，*pa；pa=&a；pa++；在這段程序中，定義pa為指向整型變量的指針變量，則pa++相當(dāng)于pa=pa+1×2（每個整型變量在內(nèi)存中占兩個字節(jié)），即pa++使指針向下移動兩個字節(jié)指向下一個數(shù)據(jù)。6.3指針與數(shù)組指針與數(shù)組關(guān)系密切。一個數(shù)組包含若干元素，每個數(shù)組元素都在內(nèi)存中占用存儲單元，它們都有相應(yīng)的地址。因此，指針變量可以指向數(shù)組和數(shù)組元素。數(shù)組的指針是數(shù)組的起始地址，數(shù)組元素的指針是數(shù)組元素的地址。使用指針可以對數(shù)組進(jìn)行相關(guān)的操作。6.3.1指向一維數(shù)組的指針變量C語言規(guī)定一維數(shù)組的數(shù)組名代表數(shù)組的首地址，因此數(shù)組名本身就是一個指針，它指向第1個數(shù)組元素。其他數(shù)組元素的地址可以通過數(shù)組名加偏移量來取得。例如：

inta[20]；/*定義一個長度為20的一維數(shù)組a，數(shù)組元素為整型*/

int*pa；/*定義指向整型數(shù)據(jù)的指針變量pa*/pa=a；/*為指針變量賦值，注意：數(shù)組名前不加&*/

pa=&a[0]；/*本語句與上句等價*/注意：上述“pa=a；”的作用是“把a(bǔ)數(shù)組的首地址賦給指針變量pa”，“而不是把數(shù)組a各元素的值賦給pa”。一維數(shù)組指針的應(yīng)用十分靈活。例如：如果定義

inta[20],*p=a;

既定義了一個有20個元素的一維整型數(shù)組；定義了一個整型指針變量；并將數(shù)組的首地址賦給這個指針變量。則（1）數(shù)組第i個元素的地址可以用下述方法表示：&a[i]或a+i或p+i;（2）數(shù)組第i個元素的值可以用下述方法表示：a[i]或p[i]或*（a+i）或*（p+i）;

[例6-3]

假設(shè)有一個整型的a數(shù)組，共有20個元素。要求從鍵盤輸入這20個元素，并利用下標(biāo)法、數(shù)組名法和指針法等3種方法輸出數(shù)組中的各元素。

方法一：下標(biāo)法

main(){int

a[20]，i；for(i=0；i<20；i++)scanf("%d"，&a[i])；for(i=0；i<20；i++)printf("%d"，&a[i])；}方法二：數(shù)組名法main(){int

a[20]，i；for(i=0；i<20；i++)scanf("%d"，a+i)；for(i=0；i<20；i++)printf("%d"，*(a+i))；}方法三：指針法main(){inta[20]，i，*p；p=a；for(i=0；i<20；i++)scanf("%d"，p+i)；pa=a；for(i=0；i<20；i++)printf("%d"，*(p+i))；}6.3.2指向二維數(shù)組的指針變量用指針處理一維數(shù)組時，指針變量所指對象為數(shù)組元素，即指針變量增1、減1操作就使指針后移或前移一個數(shù)組元素。但是指針處理二維數(shù)組時，指針變量所指對象是二維數(shù)組中的行，因此，無論從概念上還是使用上，二維數(shù)組的指針都要比一維數(shù)組的指針更加靈活。1．二維數(shù)組的地址

對二維數(shù)組a[3][4]，

C語言將它視為有三個元素a[0]、a[1]、a[2]的一維數(shù)組（而每一個元素又是一個一維數(shù)組），

a代表整個二維數(shù)組的首地址。所以根據(jù)一維數(shù)組的表示方法，a+i代表第i個元素的地址（即第i行的首地址）,a[i]和

*（a+i）表示它的第i個元素，但是這第i個元素又是一個一維數(shù)組，數(shù)組名就是這個數(shù)組的首地址，所以a[i]和

*（a+i）也代表第i個元素的地址（即第i行的首地址）。因此，對二維數(shù)組a[3][4]：（1）第i行的首地址可用下述方法表示：&a[i][0]或a+i或a[i]

或*（a+i）；（2）第i行第j列的元素的地址可用下述方法表示：

&a[i][j]或(a+i)+j或a[i]+j

或*（a+i）+j

或a[0]+i*4+j等等；（3）第i行第j列的元素的值可用下述方法表示：

a[i][j]或*（(a+i)+j）或*（a[i]+j）或*（*（a+i）+j）；2．指向二維數(shù)組的指針變量

（1）指向數(shù)組元素的指針變量[例6-5]

用指針變量輸出二維數(shù)組元素的值。程序如下：main(){int

a[3][4]={{2，4，6，8}，{10，12，14，16}，{18，20，22，24}}；int*p；/*定義一個指向整型變量的指針變量*/for(p=a[0]；p<a[0]+12；p++){if((p-a[0])%4==0)

printf("\n")；printf("%4d"，*p)；}}程序中用a[0]至a[0]+11表示各元素的地址。（2）指向一維數(shù)組的指針變量

把二維數(shù)組a分解為一維數(shù)組a[0]、a[1]、a[2]之后，設(shè)p為指向該一維數(shù)組的指針變量，可定義為：int(*p)[4]；它表示p是一個指針變量，指向包含4個元素的一維數(shù)組。若p指向第一個一維數(shù)組a[0]，其值等于a、a[0]或&a[0][0]，而p+i則指向一維數(shù)組a[i]。從前面的分析可得出*(p+i)+j是二維數(shù)組第i行j列的元素的地址，而*(*(p+i)+j)則是第i行j列元素的值。

[例6-6]

輸出二維數(shù)組任一行任一列元素的值。main(){inta[2][3]={1，2，3，4，5，6}；int(*p)[3]，i，j；p=a；scanf("i=%d，j=%d"，&i，&j)；printf("a[%d][%d]=%d\n"，i，j，*(*(p+i)+j))；}程序運(yùn)行結(jié)果：輸入i=0，j=2回車，屏幕顯示：a[0][2]=36.3.3指針數(shù)組

當(dāng)一個數(shù)組的所有元素都是指針時，它就是一個指針數(shù)組，即指針數(shù)組中的每一個元素都相當(dāng)于一個指針變量。一維指針數(shù)組的定義形式為：

類型名*數(shù)組名[數(shù)組長度]；例如：

inta[3][4]={2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24}；int*p[3]={a[0]，a[1]，a[2]}；/*為指針數(shù)組賦初值*/指針數(shù)組中的每個元素被賦予二維數(shù)組每一行的首地址。6.4指針與字符串C語言可以用字符指針來處理字符串。例如：char

str[30]，*ps=str；又例如：char

*ps="Iamastudent!“；雖然用字符數(shù)組和字符指針變量都能實(shí)現(xiàn)字符串的存儲和運(yùn)算，但它們二者之間是有區(qū)別的，不能混為一談，主要區(qū)別有以下幾點(diǎn)：（1）字符數(shù)組由若干個元素組成，每個元素中放一個字符，而字符指針變量中存放的是地址（即字符串的首地址）。（2）賦值方式不同。（3）字符指針變量的值是可以改變的，如下列程序：main(){char

*a="Iamastudent!"；a=a+7；printf("%s"，a)；}程序運(yùn)行結(jié)果：

student!由程序可以看出，指針變量a的值可以變化，輸出字符串時從變化了的a值所指向的單元開始輸出各個字符，直到遇到字符串結(jié)束符‘\0’為止。而字符數(shù)組名雖然代表地址，但它的值是不能改變的。下面的寫法是錯的：char

s[]="Iamastudent!"；s=s+7；printf("%s\n"，s)；6.5指針與函數(shù)指針變量既可以指向整型變量、數(shù)組、字符串，也可以指向函數(shù)。一個函數(shù)被執(zhí)行時，在內(nèi)存中占據(jù)一定的空間，這個空間的起始地址稱為函數(shù)的入口地址，用函數(shù)名表示?？梢杂弥羔樧兞恐赶蜻@個入口地址，并通過該指針變量調(diào)用此函數(shù)，這種指針變量稱為指向函數(shù)的指針。它定義的一般形式為：數(shù)據(jù)類型

（*指針變量名）（）；定義了函數(shù)指針后，就可以通過它來調(diào)用所指向的函數(shù)。在調(diào)用之前，必須先將函數(shù)的入口地址賦給該指針變量。由于函數(shù)名代表函數(shù)的入口地址，因此給函數(shù)指針變量賦值時，只需給出函數(shù)名而不必給出參數(shù)。

[例6-9]

從鍵盤輸入10個數(shù)，找出其中的最小值并輸出。程序如下：＃include<stdio.h>intfmin(inta[]，intn){inti，min；min=a[0]；

for(i=1；i<n；i++)if(min>a[i])min=a[i]；return(min)；}main(){int(*p)()；inti，mini，a[10]；for(i=0；i<10；i++)scanf("%d"，&a[i])；p=fmin；/*給指針變量賦初值*/mini=(*p)(a，10)；/*調(diào)用由指針變量p指向的fmin()函數(shù)，實(shí)參為a、10，得到的函數(shù)返回值賦給mini。*/