CC++程序設(shè)計(jì)課件第6章 利用指針編程

第6章利用指針編程問題原由指針是在基本數(shù)據(jù)類型基礎(chǔ)上擴(kuò)展而得到的數(shù)據(jù)類型，是C語言的特色和精華所在，是靈活高效訪問數(shù)據(jù)的手段。怎樣利用指針的特性設(shè)計(jì)出高效的算法程序？這就是本章所要討論的問題。指針的定義與引用、指針數(shù)組與數(shù)組指針、指針與函數(shù)、動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與動(dòng)態(tài)數(shù)組、指針案例程序設(shè)計(jì)等。

教學(xué)重點(diǎn)能力要求掌握:指針的基本概念；

掌握：利用指針進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的方法;熟悉:動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與動(dòng)態(tài)數(shù)組的使用,能利用指針設(shè)計(jì)出高效的實(shí)際應(yīng)用程序。§6.1指針的定義與引用組§6.4動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與動(dòng)態(tài)數(shù)組

§6.3指針與函數(shù)

§6.2指針與數(shù)組本章主要介紹的內(nèi)容§6.5案例程序設(shè)計(jì)第6章利用指針編程§6.1指針的定義與引用指針是C語言中一種非常重要的數(shù)據(jù)類型，也是C語言的重要特色之一。C語言之所以成為目前執(zhí)行效率最高的高級(jí)語言,主要得益于指針功能的強(qiáng)大,它可以直接對(duì)內(nèi)存中各種不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速的處理,并能為函數(shù)之間數(shù)據(jù)的傳遞提供簡捷、便利的方法。由于指針是與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部密切相關(guān)的一種處理形式，所以使用指針可編制出簡潔明快、優(yōu)質(zhì)高效的程序。然而，指針又是C語言中最危險(xiǎn)的特性之一，如果指針使用不當(dāng),將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。因此，熟練地掌握和正確地使用指針是至關(guān)重要的

。6.1.1指針概念的引出【問題描述6－1】

抗日戰(zhàn)爭時(shí)期的上海，地下工作者007號(hào)接到上級(jí)指令，前去尋找打開密電碼的密鑰(設(shè)密鑰為整數(shù))。007號(hào)探知的線索是:密鑰藏在一棟廢棄的小樓中,在一個(gè)風(fēng)雨交加的夜晚,007號(hào)潛入了小樓，正當(dāng)007號(hào)一籌莫展時(shí),忽然走廊上的電話鈴聲響起，007號(hào)毫不遲疑地抓起聽筒,只聽一個(gè)陌生的聲音說：“去打開315號(hào)”房間,那里有線索”。007號(hào)立即上樓,打開315房間，用電筒一照，只見桌上有一張字條,上面寫了一個(gè)數(shù)字：715。007號(hào)眼睛一亮，迅速找到715號(hào)房間,取出重要密鑰“10111”，完成了任務(wù)。6.1.1指針概念的引出一、問題分析

如果我們把小樓看成是一個(gè)存儲(chǔ)器，把小樓中的房間看成存儲(chǔ)單元，把房間號(hào)看成是存儲(chǔ)單元的地址(簡稱為存儲(chǔ)地址)。那么，存儲(chǔ)地址315的存儲(chǔ)區(qū)存放的內(nèi)容為715，而存儲(chǔ)地址715的存儲(chǔ)區(qū)存放的內(nèi)容為10111。如果用變量p代表存儲(chǔ)地址為315的存儲(chǔ)單元，用變量q代表存儲(chǔ)地址為715的存儲(chǔ)單元，那么變量p保存的內(nèi)容為715，它是變量q對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元的地址，在這個(gè)存儲(chǔ)單元中保存的內(nèi)容即為10111。這時(shí)，我們稱變量p為指針變量，指針變量p和變量q之間的關(guān)系如圖6－1所示。二、程序?qū)崿F(xiàn)#include<stdio.h>intmain(void){intkey=10111//變量key存放密鑰int*addr=NULL；//指針變量addr存放內(nèi)存地址addr=&key;//將key的地址賦給addrprintf(“Thekeyis：%d\n”，*addr)；printf(“Theaddressofthekey：%d\n”，&key)；}[運(yùn)行程序]Thekeyis：10111Theaddressofthekey：715

6.1.1指針概念的引出6.1.2指針與內(nèi)存地址的關(guān)系1、存儲(chǔ)單元與存儲(chǔ)地址存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)部件，它分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器兩類,內(nèi)存儲(chǔ)器被劃分成許多單元,稱為存儲(chǔ)單元(內(nèi)存單元)，每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)即一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲(chǔ)時(shí)占用一個(gè)內(nèi)存單元。為了便于區(qū)分這些存儲(chǔ)單元，必須給每個(gè)存儲(chǔ)單元一個(gè)編號(hào)，這個(gè)編號(hào)被稱為存儲(chǔ)地址(內(nèi)存地址)。不同類型數(shù)據(jù)所占用的存儲(chǔ)單元數(shù)目不等。例如，整型數(shù)據(jù)占2或者4個(gè)單元（16位系統(tǒng)中占2個(gè)單元，32位系統(tǒng)中占4個(gè)單元），字符數(shù)據(jù)占1個(gè)單元，單精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)占用4個(gè)單元等（這些內(nèi)容在第2章已有詳細(xì)的介紹）。數(shù)據(jù)類型、存儲(chǔ)地址、存儲(chǔ)單元之間的關(guān)系如圖6－2所示。圖6－2數(shù)據(jù)類型、存儲(chǔ)地址、存儲(chǔ)單元的關(guān)系存儲(chǔ)單元11111111……0011011011010101010101011110011001001001數(shù)據(jù)按照類型存儲(chǔ)字符型C整形數(shù)x所占4個(gè)存儲(chǔ)單元的地址號(hào)存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)地址11111111…… 00000100000000110000001000000001000000006.1.2指針與內(nèi)存地址的關(guān)系6.1.2指針與內(nèi)存地址的關(guān)系2、存儲(chǔ)地址與變量名對(duì)處理大量的數(shù)據(jù)使用有意義的變量來代替內(nèi)存的地址，程序員只需要為待處理的數(shù)據(jù)取一個(gè)好記的變量名，這個(gè)變量名就代表要處理的數(shù)據(jù)。在內(nèi)存中既沒有形如x，y，z這樣的變量名(對(duì)變量的存取都是通過地址進(jìn)行的),也沒有形如8、9、10這樣的數(shù)據(jù)(二進(jìn)制數(shù))。例如“printf(“%f”,x);”的執(zhí)行是根據(jù)變量名與地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系找到變量的存儲(chǔ)地址0012FF02，然后從0012FF02開始的字節(jié)中讀出數(shù)據(jù)(00001011)，將它輸出。又如“scanf(“%f”,&x)；”的執(zhí)行是根據(jù)&地址操作，把從鍵盤輸入的數(shù)據(jù)送到地址為0012FF02開始的存儲(chǔ)單元中。6.1.2指針與內(nèi)存地址的關(guān)系3.C語言與指針

C語言中使用“指針”來表示“變量的地址”或“存儲(chǔ)單元的地址”。通過編譯系統(tǒng)編譯后，將指針與變量的地址和變量的值形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系4、指針與指針變量指針是一個(gè)靜態(tài)的概念,一個(gè)變量在內(nèi)存中的地址稱為這個(gè)變量的指針。例如圖6－3中,變量x的地址0012FF02就是變量x的指針，變量y的地址0012FF04就是變量y的指針5、指針與函數(shù)指針不但可以指示變量在內(nèi)存中的位置,還可以指示數(shù)據(jù)和函數(shù)在內(nèi)存中的位置。6.1.3指針變量的定義與初始化1、指針變量的定義<類型標(biāo)識(shí)符>*<指針變量名1>，*<指針變量名2>

其中，[<類型標(biāo)識(shí)符>表示該指針變量所指向的變量的數(shù)據(jù)類型，稱為指針變量的基類型。例如：int*p1,*p2；2、指針變量的初始化指針變量初始化是給已定義了的指針變量賦初值。

<類型標(biāo)識(shí)符>*<指針變量名>＝＆變量名，…對(duì)指針變量進(jìn)行賦值主要是通過“&”和“*”兩個(gè)運(yùn)算符來實(shí)現(xiàn)的。6.1.4指針變量的引用與運(yùn)算

1、指針變量的定義定義指針變量的目的是通過指針引用內(nèi)存對(duì)象。當(dāng)定義了指針變量并指向?qū)ο蠛螅憧梢弥羔樧兞苛恕?/p>

【實(shí)例6－1】輸入兩個(gè)整數(shù)x1和x2，利用指針將大的數(shù)放到x1中，小的數(shù)放到x2中，最后按x1、x2的順序輸出。[問題分析]

按題意，可設(shè)兩個(gè)指針變量p1、p2，將x1、x2的地址分別存入p1、p2，當(dāng)x1<x2時(shí),利用指針變量p1、p2交換x1、x2的值，然后輸出。[程序?qū)崿F(xiàn)]#include<stdio.h>voidmian()｛intx1,x2,*p1,p2,tp1=&x1,p2=&x2;printf(“Pleaseinputtwonumber:”);scan(“%d%d”,p1,p2);//利用指針變量輸入x1,x2的值if(x1<x2){t=*p1;*p1=*p2;*p2=t}//利用指針變量實(shí)現(xiàn)x1、x2的交換printf(“x1=%d,x2=%d”,x1,x2);}[運(yùn)行程序]Pleaseinputtwonumber：1020x1=20,x2=106.1.4指針變量的引用與運(yùn)算6.1.4指針變量的引用與運(yùn)算2、指針變量的運(yùn)算

指針是一種特殊的變量，它的運(yùn)算實(shí)際上是地址的運(yùn)算，指針變量所允許的運(yùn)算有3種。⑴賦值運(yùn)算：主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是用于指針變量的初始化，其次是進(jìn)行簡單的自加或自減運(yùn)算。⑵算術(shù)運(yùn)算：指針的算術(shù)運(yùn)算有兩種，一種是指針和整數(shù)的計(jì)算，另一種是指針和指針之間的計(jì)算。⑶關(guān)系運(yùn)算：是兩個(gè)指針?biāo)傅淖兞吭趦?nèi)存中的位置關(guān)系。在一定條件下，兩個(gè)指針可以相比較。§6.2指針與數(shù)組6.2.1一維數(shù)組的指針表示1、使指針指向數(shù)組元素將指針指向一維數(shù)組元素的方法有幾種，可以概括為以下2個(gè)步驟：①

說明指針變量和數(shù)組名，其一般形式為：

<類型標(biāo)識(shí)符>*<指針變量名>＝<數(shù)組名>[常量表達(dá)式]；②

使指針指向數(shù)組，其一般表達(dá)式為：

<指針變量名>＝&數(shù)組名[]；/<指針變量名>＝<數(shù)組名>

2、利用指針引用數(shù)組元素

數(shù)組名為數(shù)組的首地址常量，用它組成的地址表達(dá)式可以表示所有元素的地址。6.2.1一維數(shù)組的指針表示【實(shí)例6－2】設(shè)有一個(gè)整型數(shù)組a，有10個(gè)元素，要求輸出數(shù)組中的全部元素。[問題分析]

引用數(shù)組中各元素的值有3種方法，它們各有其有特點(diǎn)。為了便于進(jìn)行比較，下面采用3種不同的表示法編程。#include<stdio.h>//*程序1：使用數(shù)組下標(biāo)法voidmian()｛inta[10]，i；printf(“請(qǐng)輸入10個(gè)數(shù)：1234567910\n”)；for(i＝0；i<10；i++)scanf(“%d”，&a[i]);for(i＝0；i<10；i++)printf(“%3d”,a[i])；//數(shù)組元素用數(shù)組名和下標(biāo)表示printf(“\n”)；}/*程序2：使用指針變量法輸出數(shù)組元素*/#include<stdio.h>voidmian()｛inta[10]，i；printf(“請(qǐng)輸入10個(gè)數(shù)：1234567910\n”)；for(i＝0；i<10；i++)scanf(“%d”，&a[i]);for(i＝0；i<10；i++)printf(“%3d”,*(a+i))；//通過數(shù)組名和元素序號(hào)計(jì)算元素地址printf(“\n”)；}6.2.1一維數(shù)組的指針表示/*程序3：使用地址法輸出數(shù)組元素*/#include<stdio.h>voidmian()｛inta[10]，i，*p；printf(“請(qǐng)輸入10個(gè)數(shù)：1234567910\n”)；for(i＝0；i<10；i++)scanf(“%d”，&a[i]);for(p=a；p<(a+10)；p++)printf(“%3d”,*p)；//用指針指向當(dāng)前數(shù)組元素printf(“\n”)；}6.2.1一維數(shù)組的指針表示6.2.2二維數(shù)組的指針表示1、二維數(shù)組的地址表示二維數(shù)組是由一維數(shù)組擴(kuò)展形成的，即一維數(shù)組的每一個(gè)元素作為數(shù)組名形成一行數(shù)組，各行數(shù)組的元素個(gè)數(shù)相同，是二維數(shù)組的列數(shù)。例如二維數(shù)組inta[3][4]，它是由一維數(shù)組inta[3]擴(kuò)展形成，即以a[0]、a[1]、a[2]為數(shù)組名（首地址）形成3行一維數(shù)組，元素個(gè)數(shù)均為列數(shù)4，因此a[0]、a[l]、[2]為一級(jí)指針常量，指向各行的首列（列指針）。例如，0行的a[0]=＆a[0][0]指向0行0列。0行有4個(gè)元素，它們是a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]。同時(shí)a[0]、a[1]、a[2]又是數(shù)組名為a的一維數(shù)組的3個(gè)元素，首地址a=&a[0]指向的元素為一級(jí)指針常量，因此a為二級(jí)指針常量，指向0行（行指針）。因此，二維數(shù)組的地址關(guān)系如圖6－4所示。圖6－4二維數(shù)組的地址關(guān)系數(shù)組a[2][4]數(shù)組a[3]a[2][0] a[2][1] a[2][2] a[2][3] a[0]

a[1]

a[2] a[0][0] a[0][1] a[0][2] a[0][3] 數(shù)組(a[0])[4]a[1][0] a[1][1] a[1][2] a[1][3] 數(shù)組(a[1])[4]數(shù)組(a[2])[4]aa+1a+26.2.2二維數(shù)組的指針表示行指針(二級(jí))列指針（一級(jí)）元素A＝&a[0]…*a＝a[0]＝&a[0][0]*a+1＝a[0]+1＝&a[0][1]…a[0][0]＝*a[0]＝**aa[0][1]＝*(a[0]+1)＝*(*a+1)…A+i=&a[i]…*(a+i)＝a[i]＝&a[i][0]*(a+i)+1＝a[i]+1＝&a[i][1]…a[i][0]＝*a[i]＝**(a+i)a[i][1]＝*(a[i]+1)＝*(*(a+i)+1)…表6－2行指針、列指針與元素的對(duì)應(yīng)關(guān)系6.2.2二維數(shù)組的指針表示6.2.2二維數(shù)組的指針表示【實(shí)例6－3】輸出二維數(shù)組的地址和元素值，程序代碼如下：#include<stdio.h>voidmain(void){inta[3l[4l={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};printf(“%u，%u\”,a,*a)；//0行首地址和0行0列首地址printf(“%u，%u\”,a+1,*a+1)；//1行首地址和0行l(wèi)列首地址printf(“%u，%u\”,a,&a[0])；//0行首地址

printf(“%u,%u,%u,%u\”,*(a+1),a[1],&a[1][0])；//1行0列首地址printf(“%u,%u,%u,%u\”,*(*(a+1)+2),*(a[1]+2),a[1][2])；}[運(yùn)行程序]

1310544，13105441310560，13105481310544，13105441310560，1310560，13105607，7，76.2.2二維數(shù)組的指針表示2、二維數(shù)組的指針變量

數(shù)組名為數(shù)組的首地址常量，用它組成的地址表達(dá)式可以表示所有元素的地址。因此，用這些地址(指針)的指向操作便可表示所有元素。

<類型標(biāo)識(shí)符>（*指針變量名）[長度]；

其中：<類型標(biāo)識(shí)符>為所指向數(shù)組的數(shù)據(jù)類型；“*”表示其后的變量是指針類型,兩邊的括號(hào)不能省略，缺省則表示為指針數(shù)組（此時(shí)意義完全不同，指針數(shù)組在后面介紹）；[長度]表示二維數(shù)組分解為多個(gè)一維數(shù)組時(shí)，一維數(shù)組的長度，也就是二維數(shù)組的列數(shù)。6.2.2二維數(shù)組的指針表示【實(shí)例6－4】輸出二維數(shù)組任意行任意列的元素值。

[問題分析]

定義指向一維數(shù)組的指針變量，按照上面的說明表示二維數(shù)組任意行任意列的元素。[程序?qū)崿F(xiàn)]

#include<stdio.h>{inta[3][4]={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，ll，12}；int(*p)[4]=a,row,&col；printf(“輸入任意的行列數(shù)：”)；scanf(“％d，％d”，&row，&col)；prrintf(“a[%d][%d]=%d\n”,row,col,*(*(p+row)+col))；}[運(yùn)行程序]

輸入任意的行列號(hào)：1，2a[1][2]=76.2.3字符串的指針表示

1、用字符數(shù)組存放一個(gè)字符串把字符串的各字符（包括結(jié)束標(biāo)志‘\0’）依次保存在字符數(shù)組中，利用下標(biāo)變量或數(shù)組名對(duì)數(shù)組操作，輸出時(shí)用“％s”格式進(jìn)行整體輸出?！緦?shí)例6－5】用字符數(shù)組存放一個(gè)字符串,然后輸出該字符串。程序代碼如下：#include<stdio.h>main(){charstring[]=“IloveChina!”；printf(“％s\n”，string)；}[運(yùn)行程序]

IloveChina!2、用字符串指針指向一個(gè)字符串用戶可以直接定義指向字符串的指針變量，利用該指針變量對(duì)字符串進(jìn)行操作。3、使用字符串指針變量與字符數(shù)組的區(qū)別【實(shí)例6－6】用字符串指針指向一個(gè)字符串,程序代碼如下：main()#include<stdio.h>{char*string=“IloveChina!”printf(“％s\n”，string)；}[運(yùn)行程序]IloveChina!6.2.3字符串的指針表示6.2.3字符串的指針表示【實(shí)例6－7】為了防止信息被別人輕易竊取，往往把電碼明文通過加密方式變換成秘文。[程序?qū)崿F(xiàn)]

#include<stdio.h>#include<string.h>#defineMAXLINE100voidencrypt(char*)intmain(void){charline[MAXLINE]；printf(“Inputthestring:”);gets(line);encrypt(line);printf(“Afterbeenencrypted:%s\n”，line);}voidencrypt(char*s){for(;*s!=’\0’;s++)if(*s==’z’)*s=’a’;else*s=*s+1;}[運(yùn)行程序]Inputthestring：hellohangzhouAfterbeenencrypted：ifmmp!ibohaipv6.2.3字符串的指針表示6.2.4指針數(shù)組1、指針數(shù)組的定義如果一個(gè)數(shù)組的每個(gè)元素都是指針變量，這個(gè)數(shù)組就是指針數(shù)組。指針數(shù)組的每個(gè)元素都指向相同類型的變量，元素的值是所指的變量在內(nèi)存中的地址。在使用指針表示數(shù)組時(shí)，必須要聲明。聲明指針數(shù)組的一般形式為：<類型標(biāo)識(shí)符>＊<指針數(shù)組名>[下標(biāo)表達(dá)式]

其中：<類型標(biāo)識(shí)符>確定了每個(gè)指針指向數(shù)據(jù)的類型；*<指針數(shù)組名>是指針數(shù)組的名稱，同時(shí)也是這個(gè)數(shù)組的首地址；[下標(biāo)表達(dá)式]給出指針數(shù)組元素的個(gè)數(shù)。2、指針數(shù)組的使用針數(shù)組既具有數(shù)組的特點(diǎn)，又具有指針的特點(diǎn)，可以象普通數(shù)組的訪問一樣,通過下標(biāo)變量來訪問一個(gè)指針數(shù)組的元素.【實(shí)例6-8】利用指針數(shù)組輸出二維數(shù)組中各元素的值。#include<stdio.h>intmain(){intarr[3][2]＝{{1，2｝，｛3，4｝，｛5，6｝｝，i，j；int*pa[3]；//聲明指針數(shù)組for(i＝0；i<3；i++)//A循環(huán)pa[i]＝arr[i]；for(j＝0；j<3；j++)//B循環(huán)｛for(i＝0；i<2；i++，pa[j]++)printf(“arr[=%d,][=%d,]=%d,arr[=%d,][=%d,]=%d\n”,j,i,*pa[j],j,i,*pa[j]);｝｝[運(yùn)行程序]arr[0][0]＝1arr[0][1]＝2arr[1][0]＝3arr[1][1]＝4arr[2][0]＝5arr[2][1]＝66.2.4指針數(shù)組【實(shí)例6－9】用0～6分別代表星期日至星期六，輸入其中任一數(shù)字時(shí)輸出對(duì)應(yīng)的星期名。程序代碼如下：#include<stdio.h>intmain(){intweek；char*weekname[7]={“Sunday”,“Monday”,“Tuesday”,“Wednesday”,“Thursday”,“Friday”,“Saturday”};printf(“PleaseinputweekNo:”);scanf(“%d”,&week);if(week>=0&&week<=7)printf(“WeekNo:%d

%s\n”,week,weekname[week]);elseprintf(“inputerror!!\n”);}[運(yùn)行程序]Pleaseinputweekno:6↙WeekNo:6—>Saturday6.2.4指針數(shù)組6.2.5多級(jí)指針1、多級(jí)指針的概念

如果一個(gè)指針變量存放的是另一個(gè)指針變量的地址，則稱這個(gè)指針變量為二級(jí)的指針變量，即指向指針的指針，通常把二級(jí)以上的指針均稱為多級(jí)指針二級(jí)指針的一般形式為：

<類型標(biāo)識(shí)符>**<指針變量名>；其中：<類型標(biāo)識(shí)符>為二級(jí)指針?biāo)赶虻淖兞款愋停?*<指針變量名>是二級(jí)指針的名稱。二級(jí)的說明形式與一般指針說明形式相似，只是說明一個(gè)二級(jí)時(shí)需要使用兩個(gè)星號(hào)。在多級(jí)指針的使用中，必須嚴(yán)格按照多級(jí)指針的含義給指針賦值。一級(jí)指針只能普通數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，二級(jí)指針只能保存一級(jí)指針變量的地址，三級(jí)指針只能保存二級(jí)指針變量的地址。2.多級(jí)指針的間接引用【實(shí)例6－10】二級(jí)指針的使用，程序代碼如下：#include<stdio.h>voidmain(){int*p1，*q1，**p2，i；p1=&i；*p1=100；printf(“%d,”，i)；q1=&i；//q1指向變量ip2=&q1；//p2指向一級(jí)指針q1，使p2通過p1與i建立聯(lián)系**p2=200；//二級(jí)指針的間接訪問，給變量i所在內(nèi)存單元賦值200printf(“%d\n”，i)；}[運(yùn)行程序]100，2006.2.5多級(jí)指針§6.3指針與函數(shù)在C語言中，指針與函數(shù)的關(guān)系極為密切，在第4章介紹的函數(shù)參數(shù)傳遞和返回值都是簡單數(shù)據(jù)類型。在實(shí)際程序設(shè)計(jì)實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)遇到復(fù)雜的參數(shù)傳遞等問題，這樣一些問題都需要指針的支持。利用函數(shù)指針傳遞參數(shù)有多種方式：指針作為函數(shù)的參數(shù)、指針作為函數(shù)的返回值、指向函數(shù)的指針、指針數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)、指針數(shù)組作為函數(shù)main的形參。這一節(jié)討論5個(gè)方面的問題：

指針作為函數(shù)的參數(shù)字符串指針作為函數(shù)參數(shù)指針作為函數(shù)的返回值指向函數(shù)的指針帶指針參數(shù)的main函數(shù)6.3.1指針作為函數(shù)的參數(shù)【實(shí)例6－11】交換兩個(gè)變量的值，用傳地址方式調(diào)用。#include<stdio.h>voidswap(int*a，int*b)//將形式參數(shù)a，b說明為整型指針{int=temp；temp=*a；*a=*b；*b=temp；//間接尋址修改調(diào)用函數(shù)中變量的值prinyf(“*a=%d，*b=%d\n”，*a，*b)；}voidmain(){intx=10，y=20；swap(&x，&y)；//將主函數(shù)中的x，y的地址傳遞給函數(shù)swapprintf(“x=%d，y=%d\n”，x，y)；}[運(yùn)行程序]*a=20，*b=10x=10，y=206.3.2字符串指針作為函數(shù)參數(shù)【實(shí)例6－12】編寫函數(shù)cpystr，用指針方法將字符串2復(fù)制到字符串1。主函數(shù)調(diào)用cpystr()實(shí)現(xiàn)復(fù)制。[問題分析]

將一個(gè)字符串從一個(gè)函數(shù)傳遞到另一個(gè)函數(shù)，可以用地址傳遞的方法，即用字符數(shù)組名作為參數(shù)或用指向字符串的指針作為參數(shù)。在被調(diào)函數(shù)中可以改變字符串的內(nèi)容，在主調(diào)函數(shù)中可以得到改變了的字符串。[程序?qū)崿F(xiàn)]#include<stdio.h>voidcpystr(char*sl，char*s2){while(*s2!=‘\o’)*s1++=*s2++*s1=‘\0’；}6.3.2字符串指針作為函數(shù)參數(shù)voidmain(void){charstrl[20]，str2[20]；printf(“輸入字符串2：\n”)；gets(str2)；cpystr(strl，str2)；printf(“字符串1是：％s\n”,strl)；}[運(yùn)行程序]輸入字符串2：CLanguage字符串1是：CLanguage6.3.3指針作為函數(shù)的返回值函數(shù)的參數(shù)可以是普通變量、數(shù)組，還可以是指針變量。同樣，函數(shù)的返回值可以是一個(gè)整型值、字符值、實(shí)型值，還可以是指針值。這種返回指針值的函數(shù)，一般定義形式為：

<類型標(biāo)識(shí)符>＊<函數(shù)名>（形參列表）{函數(shù)體}

其中：函數(shù)名之前加了一個(gè)“*”號(hào)，表明這是一個(gè)指針類型函數(shù)，即返回值是一個(gè)指針；<類型標(biāo)識(shí)符>表示返回的指針值所指向的數(shù)據(jù)類型。例如：int*fun(intx，inty){…//函數(shù)體}6.3.3指針作為函數(shù)的返回值【實(shí)例6－13】利用指針函數(shù)求兩個(gè)數(shù)中的最大值，程序如下：#include<stdio.h>int*max(int，int)；int*maxp(int*，int*)；//函數(shù)聲明，注意形參類型的區(qū)別voidmain(){intx，y，*p；scanf(“％d％d”，&x，ay)；p=max(x，y)；printf(“\nmax=％d”，*p)；p=maxp(&x，&y)；printf(“\nmaxp=％d”，*p)；}6.3.3指針作為函數(shù)的返回值int*max(inta，intb){if(a>b)return&a；elsereturn&b；}int*maxp(int*a，int*b){return*a>*b>？a:b}[運(yùn)行程序]56↙max=6maxp=66.3.3指針作為函數(shù)的返回值【實(shí)例6－14】指針作為函數(shù)的返回值示例，解密床頭詩。

[問題分析]

所謂藏頭詩，就是將一首詩每一句的第一個(gè)字連起來，所組成的內(nèi)容就是該詩的真正含義。[程序?qū)崿F(xiàn)]#include<stdio.h>char*change(chars[][20]，chart[])；intmain(void){chars[4][20]，t[10]，*p；inti；printf(“請(qǐng)輸入藏頭詩:\n”)；for(i=0；i<4；i++)scanf(“％3”，s[i])；p=change(s，t)；

6.3.3指針作為函數(shù)的返回值printf(“％s\n”，p)；}char*change(chars[][20],chart[]);{inti；for(i=0；i<4；i++){t[2*i]=s[i][0]；t(2*i+1)=s[i][1]；}t[2*i]=’\0’；returnt；}[運(yùn)行程序]請(qǐng)輸入藏頭詩：一葉輕舟向東流，↙帆稍輕握楊柳手，↙風(fēng)纖碧波微起舞，↙順?biāo)螐难趴陀?。↙一帆風(fēng)順6.3.4指向函數(shù)的指針

x0x1x2x3圖6－7數(shù)值積分示意圖

[問題分析]

對(duì)這樣的定積分問題，可將整個(gè)求積區(qū)間[a,b]分成n個(gè)均勻的小區(qū)間[xi,xi+1]（i=1，2，3，…，n），每個(gè)小區(qū)間看成一個(gè)梯形，用梯形求面積公式計(jì)算每個(gè)小梯形面積。然后將n個(gè)小梯形的面積相加即得到定積分的值,如圖6－7所示?！締栴}描述6－2】編寫一個(gè)函數(shù)，求下面的幾個(gè)定積分的值。6.3.4指向函數(shù)的指針[程序?qū)崿F(xiàn)]#include<stdio.h>#include<math.h>doubleintegral(double(*funp)(),doublea,doubleb)//定義工作函數(shù){doubles,h,y;intn,i;s=((*funp)(a)+(*funp)(b))/2.0;//[(a)+f(b)]/2作為求和的初始值n=1.0;b=(b-a)/n;for(i=1;i<n;i++)s=s+(*funp)(a+i*h);y=s*h;return(y);}doublef(doublex){return(sqrt(4.0-x*x));}//自定義被積函數(shù)voidmain(void){doubles1,s2,s3;s1=integral(sin,0.0,3.1415926/2);s2=integral(cos,0.0,3.1415926/2);s3=integral(f,0.0,3.1415926/2);printf(“s1=%f,s2=%f,s3=%f\n”,s1,s2,s3);}[運(yùn)行程序]s1=0.999979，s2=0.999979，s3=3.1404176.3.4指向函數(shù)的指針6.3.5帶指針參數(shù)的main函數(shù)main函數(shù)可以帶參數(shù)，這個(gè)參數(shù)可以認(rèn)為是main函數(shù)的形式參數(shù)。這個(gè)參數(shù)可以認(rèn)為是main函數(shù)的形式參數(shù)。main函數(shù)的參數(shù)只能有兩個(gè)，習(xí)慣上將這兩個(gè)參數(shù)寫為argc和argv?！緦?shí)例6－16】main函數(shù)帶參數(shù)，程序代碼如下：#include<stdio.h>voidmain(intargc，char*argv[]){while(argc>1)printf(“％s\n”，*++argv)；}[運(yùn)行程序]BASICFoxproFORTRAN§6.4動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與動(dòng)態(tài)數(shù)組在C語言程序設(shè)計(jì)中，變量采用先定義后使用的原則，變量一旦被定義，其內(nèi)存地址及存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型就確定了。例如整型、實(shí)型、指針類型以及數(shù)組類型的變量均在編譯時(shí)判斷所需空間的大小并進(jìn)行存儲(chǔ)空間的分配，運(yùn)行時(shí)不能改變其類型和空間大小，這種方式稱為靜態(tài)內(nèi)存分配。但是在實(shí)際的編程中，往往會(huì)發(fā)生這種情況，所需的內(nèi)存空間取決于實(shí)際輸入的數(shù)據(jù)，而無法預(yù)先確定。例如一個(gè)字處理程序，很難預(yù)測用戶到底要輸入多少個(gè)字符；在這種情況下，用一般的變量或數(shù)組無法處理。為了解決上述問題，C語言提供了一組內(nèi)存管理函數(shù)，這些內(nèi)存管理函數(shù)可根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地分配內(nèi)存空間并且可把不再使用的空間回收待用，為有效地利用內(nèi)存資源提供了手段。數(shù)據(jù)區(qū)棧區(qū)代碼區(qū)堆區(qū)圖6－9程序4種存儲(chǔ)空間示意圖6.4.1動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配計(jì)算機(jī)的內(nèi)存包括4個(gè)部分，分別稱為程序代碼區(qū)、全程數(shù)據(jù)區(qū)、棧區(qū)和堆區(qū)，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖6－9所示。

數(shù)據(jù)區(qū)：存放程序全局或靜態(tài)局部變量,具有最長的生命期。

棧區(qū)：存放程序中局部變量或函數(shù)的形式參數(shù)。采用函數(shù)被調(diào)用時(shí)自動(dòng)建立變量，調(diào)用結(jié)束時(shí)自動(dòng)刪除變量的管理方式。

代碼區(qū)：存放程序可執(zhí)行語句編譯成的機(jī)器指令代碼。

堆區(qū)：用于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)空間的分配，是所有變量都可以自由申請(qǐng)使用的存儲(chǔ)區(qū)域。

C語言對(duì)內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配是通過系統(tǒng)提供的庫函數(shù)malloc、calloc、free和realloc這4個(gè)函數(shù)管理實(shí)現(xiàn)的。6.4.1動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配1、malloc()函數(shù)

malloc()函數(shù)是在堆區(qū)中(在內(nèi)存的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中)分配一塊長度為size字節(jié)的連續(xù)區(qū)域。形參size的類型定義為無符號(hào)整型數(shù)（不允許為負(fù)數(shù)）。其一般調(diào)用形式為：

void＊malloc(unsignedintsize)

2、calloc()函數(shù)calloc()函數(shù)也用于分配內(nèi)存空間，即在內(nèi)存動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中分配n塊長度為size字節(jié)的連續(xù)區(qū)域。void＊calloc（unsignedintnum，unsignedintsize）

3、realloc()函數(shù)如果已經(jīng)通過malloc()或calloc()函數(shù)獲得了動(dòng)態(tài)空間，需要改變其大小時(shí),可用realloc()函數(shù)重新分配動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)空間。

voidrealloc（void＊p，unsignedintsize）6.4.1動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配4、free()函數(shù)用free()函數(shù)釋放p所指向的一塊內(nèi)存空間，p是一個(gè)任意類型的指針變量，它指向被釋放區(qū)域的首地址，通常與malloc()函數(shù)配對(duì)使用，釋放malloc()函數(shù)申請(qǐng)的動(dòng)態(tài)內(nèi)存。voidfree(void＊p)

【實(shí)例6－17】內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配和釋放，程序代碼如下：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>voidmain(void){int*p=NULL；p=(int*)malloc(sizeof(int))；*p=100；printf(“%d\n”，*p)；free(p)；}6.5.2舞伴的搭配4、程序?qū)崿F(xiàn)#include<stdio.h>#definemaxn1000intboy[maxn+1],girl[maxn+1],m,n,c,ans；voidsort(int*a,intsize)//排序過程{inti,j,t；for(i=1；i<=size-1；i++)for(j=i+1；j<=size；j++)if(a[i]>a[j]){t=a[i]；a[i]=a[j]；a[j]=t；}}6.4.2void類型指針void是ANSI新標(biāo)準(zhǔn)增加的一種特殊的指針類型，可用來定義一個(gè)指針變量，但不指定它是指向哪一種具體的類型數(shù)據(jù)，只表示指向一個(gè)抽象的類型的數(shù)據(jù)，即僅提供一個(gè)純地址，而不能指向任何具體的對(duì)象。

1、void類型指針的定義格式

void＊<指針變量名>[=(初始值)]

2、void類型指針的特點(diǎn)

①常用于動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。

②void指針賦值給其它指針類型的變量前需要類型轉(zhuǎn)換,使之適合于被賦值的變量的類型。③如果一個(gè)函數(shù)的形式參數(shù)被定義為無類型指針，則在用實(shí)際參數(shù)調(diào)用該函數(shù)時(shí),不需要對(duì)實(shí)際參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。④當(dāng)把void指針賦值給不同基類型的指針變量時(shí)，編譯系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，不必用戶自己進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。6.4.3動(dòng)態(tài)數(shù)組C語言允許變量所需的存儲(chǔ)空間在運(yùn)行時(shí)才分配，這種分配方式稱為動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。靜態(tài)空間可以通過變量名來使用，也可以通過指針變量來使用。如果是動(dòng)態(tài)空間，則只能通過指針變量來使用，而且動(dòng)態(tài)分配的空間可以是簡單的單元，如整型單元等，還可以是數(shù)組的空間，利用指針變量同樣可以對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)組空間進(jìn)行使用。動(dòng)態(tài)數(shù)組的定義分為3步：①首先定義動(dòng)態(tài)數(shù)組名為一個(gè)指針變量。②利用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)為該變量分配足夠的數(shù)組成員空間。③使用完后利用動(dòng)態(tài)內(nèi)存釋放函數(shù)釋放回收空間。6.4.3動(dòng)態(tài)數(shù)組【實(shí)例6－18】

建立動(dòng)態(tài)數(shù)組,輸入5個(gè)學(xué)生的成績,另外用一個(gè)函數(shù)check檢查其中有無低于60分的；輸出不合格的成績。通過這個(gè)簡單程序初步了解怎樣建立內(nèi)存動(dòng)態(tài)分配區(qū)和使用void指針。[問題分析]

用malloc函數(shù)開辟一個(gè)動(dòng)態(tài)自由區(qū)域，用來存5個(gè)學(xué)生的成績會(huì)得到這個(gè)動(dòng)態(tài)域第1個(gè)字節(jié)的地址,它的基類型是void型,用一個(gè)基類型為int的指針變量p來指向動(dòng)態(tài)數(shù)組的各元素，并輸出它們的值。但必須先把malloc函數(shù)返回的void指針轉(zhuǎn)換為整型指針，然后賦給p1。[程序?qū)崿F(xiàn)]#include<stdio.h>#include<stdlib.h>//程序中用了malloc函數(shù)，應(yīng)包含stdlib.hintmain(){voidcheck（int*）；//函數(shù)聲明int*p1，i；//pi是int型指針p1＝(int*)malloc(5*sizeof(int))for(i=0；i<5；i++)scanf(“%d”，pl+i)；//輸入5個(gè)學(xué)生的成績check(p1)；//調(diào)用check函數(shù)}6.4.3動(dòng)態(tài)數(shù)組voidcheck(int*p)//定義check函數(shù)，形參是int＊指針{inti；printf(“Theyarefail：”)；for(i=0；i<5；i++)if(p[i]<60)printf(“％d”，p[i])；//輸出不合格的成績printf(“\n”)；}[運(yùn)行程序]6798597857Theyarefail：59576.4.3動(dòng)態(tài)數(shù)組§6.5案例程序設(shè)計(jì)6.5.1貍貓換太子1、案例描述

傳說中的包公最輝煌的功績是審出了發(fā)生在宮中的一件大案—貍貓換太子案，替宋仁宗皇帝找回了自己的親生母親。那是宋真宗第一個(gè)皇后死后的事情。當(dāng)時(shí),劉妃和李妃都懷了孕。很顯然，誰生了兒子，誰就有可能立為正宮。劉妃久懷嫉妒之心，唯恐李妃生了兒子被立為皇后，于是與宮中總管都堂郭槐定計(jì)，在接生婆尤氏的配合下，乘李妃分娩時(shí)由于暈血而人事不知之機(jī)，將一貍貓剝?nèi)テっ?，換走了剛出世的太子。真宗看到被剝了皮的貍貓,以為李妃產(chǎn)下了一個(gè)妖物,將其貶入冷宮。貍貓換太子與指針有什么聯(lián)系呢？將李妃的兒子與貍貓看成是欲交換的內(nèi)容，而其擁有者李妃與貍貓的主人看成指針。6.5.1貍貓換太子2、案例分析如何利用指針完成貍貓換太子？下面的例子傳遞兩個(gè)整型指針作函數(shù)參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)所指向的內(nèi)容的交換。3、算法描述

本題不存在算法上的復(fù)雜問題，而是通過改變存儲(chǔ)地址來改變變量的值。即temp=*pa；*pa=*pb；*pb=temp4、程序?qū)崿F(xiàn)#include<stdio.h>voidswapl(int*pa，int*pb)voidmain(){inta=10，b=20；printf(“addressofa=％x\taddressofb=%x\b”,&1,&b)；printf(“a=％d\tb=％d\n”，a，b)；swapl(&a，&b)；printf(“a=％d\tb=％d\n”，a，b)；}voidswapl(int*pa，int*pb){inttemp；printf(“pa=％=\tpb=％x\n”，pa，pb)；printf(“addressofpa=％x\taddressofpb=％x\n”,&pa,&pb)；printf(“*pa=％d\t*pb=％d\n”，*pa，*pb)；temp=*pa；*pa=*pb；*pb=temp；//*指向的內(nèi)容的交換printf(“pa=％d\t*pb=d\n”，*pa，*pb)；}6.5.1貍貓換太子6.5.1貍貓換太子[運(yùn)行程序]addressofa＝12ff7caddressofb＝12ff78a＝10b＝20pa＝12ff7cpb＝12ff78addressofpa＝12ff24addressofpb＝12ff28*pa＝10*pb＝20*pa＝20*pb＝10a＝20b＝10

那么，是否只要傳遞地址就一定能完成“貍貓換太子”呢？并不一定，關(guān)鍵是看函數(shù)內(nèi)的使用，只有地址的交換改變了變量值的交換，才能使“貍貓換太子”成功。6.5.2舞伴的搭配1、案例描述學(xué)校將要舉行一年一度的文藝匯演，張明所在年級(jí)決定排練一個(gè)舞蹈。為選擇表演者，老師給定如下規(guī)則：為了舞蹈的美觀，當(dāng)且僅當(dāng)一男一女的身高之差不超過給定的整數(shù)c時(shí)，這兩個(gè)人可以成為舞伴進(jìn)行演出。張明所在年級(jí)共有m名男生和n名女生，給定每個(gè)人身高(身高是160到190厘米之間的整數(shù))，問最多能有多少對(duì)舞蹈者進(jìn)行演出，要求用指針編程。6.5.2舞伴的搭配2、案例分析在有限的人群中搭配多對(duì)舞伴是一組最優(yōu)解，這是一個(gè)簡單的貪心思想。例如，有3名女生和3名男生，女生的身高分別為160厘米、170厘米、180厘米，男生的身高分別為170厘米、175厘米、185厘米，c＝7厘米。那么最多有2對(duì)舞蹈者：可以是女2和男1一組，女3和男2一組，共2組(女1不能和任何男生成為一組)，所以在這種情況下2將成為最后的答案。

3、算法描述

用boy[i]表示第i個(gè)男生的身高，用girl[i]表示第i個(gè)女生的身高。把男生和女生分別按身高從低到高排序：boy[1]≤boy[2]≤…≤boy[m]，girl[1]≤girl[2]≤…≤girl[n]6.5.2舞伴的搭配

如果boy[1]比girl[l]矮c以上，就可以不去考慮boy[1]，而去考慮boy[2]…boy[m]與girl[1]…girl[n]的搭配情況。同理，如果girl[1]比boy[1]]矮c以上，那么就只需考慮boy[1]…boy[m]與girl[2]…girl[n]的搭配情況。此外，boy[1]與girl[1]身高相差不超過c時(shí)，可以證明boy[1]與girl[1]在一起跳舞可以形成一組最優(yōu)解。于是，就有了一個(gè)簡單的貪心思想：能配搭時(shí)就組成舞伴，否則，將boy或girl的下標(biāo)后移。6.5.2舞伴的搭配4、程序?qū)崿F(xiàn)#include<stdio.h>#definemaxn1000intboy[maxn+1],girl[maxn+1],m,n,c,ans；voidsort(int*a,intsize)//排序過程{inti,j,t；for(i=1；i<=size-1；i++)for(j=i+1；j<=size；j++)if(a[i]>a[j]){t=a[i]；a[i]=a[j]；a[j]=t；}}6.5.2舞伴的搭配voidinit(){inti；scanf("%d%d%d",&m,&n,&c)；for(i=1；i<=m；i++)scanf("%d",&boy[i])；for(i=1；i<=n；i++)scanf("%d",&girl[i])；sort(boy,m)；//將男孩按身高排序sort(girl,n)；//將女孩按身高排序}6.5.2舞伴的搭配voidprocess(){inti=1,j=1；while(i<=m&&j<=n){if(abs(boy[i]-girl[j])<=c){ans++；i++；j++；}else//身高不滿足要求，就要換一個(gè)比較對(duì)象{if(boy[i]<girl[j])i++；elsej++；}}printf("%d",ans)；}6.5.2舞伴的搭配main(){init()；process()；return0；}

[運(yùn)行程序]輸入信息？輸出信息？請(qǐng)讀者分析和思考。6.5.3猴子選大王1、案例描述山上有50只猴子要選大王，選舉辦法如下：所有猴子從1到50進(jìn)行編號(hào)坐一圈，從第一號(hào)開始按順序1，2，…，n連續(xù)報(bào)數(shù)，凡是報(bào)n號(hào)的猴子都退出到圈外,照此循環(huán)報(bào)數(shù)，直到圈內(nèi)只剩下一只猴子時(shí)，這只猴子就是大王，輸出大王的編號(hào)。要求用指針編程。2、案例分析

該問題使用數(shù)組比較方便，將數(shù)組元素按1到50賦值。出局的猴子賦0值，方便下一次計(jì)數(shù)。6.5.3猴子選大王3、算法描述

此題不涉及復(fù)雜算法問題，編程的關(guān)鍵是數(shù)組的指針表示方法。例如，＊(p＋i)是p＋i所指向的數(shù)據(jù)元素，即p[i]；＊(p＋6)就是p[6]。

4、程序?qū)崿F(xiàn)#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#defineN50voidmain(){inti，k，m，n，num[N],*p；system(“cls”)；printf(“\n報(bào)n號(hào)的猴子退出，輸入n＝”)；6.5.3猴子選大王scanf(“％d”，＆n)；p=num；for(i=0；i<N；i++)*(p+i)=i+1；i=0；k=0；m=0；while(m<N—1){if(*(p+i)!=0)k++；if(k==n){*(p+i)=0；k=0；m++；}i++；if(i==N)i=0；}while(*p==0)p++；printf(“ThelastoneisNO：％d\n”，*p)；}6.5.4約瑟夫問題1、案例描述

已知n個(gè)人(編號(hào)分別為1，2，3，…，n)按順時(shí)針方向圍坐一圈，每人手中持有一個(gè)密碼。開始時(shí)任選一個(gè)正整數(shù)作為報(bào)數(shù)的上限m，從編號(hào)為1的人開始報(bào)數(shù)，數(shù)到m的那個(gè)人出列,并將他手中的密碼作為新的報(bào)數(shù)上限m。此時(shí)，他的下一個(gè)人又從1開始報(bào)數(shù)，數(shù)到m的那個(gè)人又出列；依此規(guī)律重復(fù)下去,求最后剩下的那個(gè)人的的最初編號(hào)是多少?要求用指針鏈表編程。2、案例分析

約瑟夫環(huán)問題類似于單向鏈環(huán)，因此，可建立一個(gè)環(huán)形的鏈表結(jié)構(gòu)來解決這個(gè)問題。第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)值域存放編號(hào)1，圍繞一圈，至尾結(jié)點(diǎn)的數(shù)值域存放編號(hào)n。6.5.4約瑟夫問題從head結(jié)點(diǎn)開始