C語言程序設(shè)計 課件 第7章 指針

C語言程序設(shè)計第7章指針脈絡(luò)導(dǎo)圖C語言程序設(shè)計技能目標(biāo)C語言程序設(shè)計（1）具有分析問題、解決問題的能力和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)合作能力。（2）掌握C語言程序設(shè)計模塊化編程的思路。（3）掌握指針的定義和使用，以及指針作為函數(shù)參數(shù)的功能實(shí)現(xiàn)。（4）熟悉C語言中語法規(guī)則，具有程序運(yùn)行調(diào)試與維護(hù)能力。素質(zhì)目標(biāo)C語言程序設(shè)計（1）通過指針學(xué)習(xí)，培養(yǎng)同學(xué)們高效處理問題的能力。（2）通過指針實(shí)現(xiàn)函數(shù)之間的共享變量或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)同學(xué)們資源共享、團(tuán)隊(duì)合作的意識。7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計計算機(jī)硬件系統(tǒng)的內(nèi)存儲器中擁有大量的存儲單元，當(dāng)需要執(zhí)行磁盤上的某一可執(zhí)行程序時，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將它調(diào)入內(nèi)存。具體地說，內(nèi)存中存放了程序中的語句、函數(shù)、常量、變量等。不同的語句、函數(shù)、常量、變量在內(nèi)存中的位置是不同的。一般把存儲器中的1字節(jié)稱為一個內(nèi)存單元，不同的數(shù)據(jù)類型所占用的內(nèi)存單元數(shù)不等。為了正確地訪問這些內(nèi)存單元，必須為每個內(nèi)存單元編號，然后根據(jù)內(nèi)存單元的編號即可準(zhǔn)確地找到該內(nèi)存單元。內(nèi)存單元的編號也叫作“內(nèi)存地址”。指針的概念7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計“變量名”是給內(nèi)存空間取一個容易記憶的名稱，如同上網(wǎng)時的域名一樣，可方便用戶使用（實(shí)際上起作用的是IP地址）；“變量地址”是系統(tǒng)分配給變量的內(nèi)存單元的起始地址；“變量值”是變量的地址所對應(yīng)的內(nèi)存單元中所存放的數(shù)值或內(nèi)容。變量名、變量地址和變量值7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計系統(tǒng)對變量的訪問形式可分為直接訪問和間接訪問。（1）直接訪問。要訪問變量必須通過地址找到該變量的存儲單元。由于通過地址可以找到變量單元，因此可以說一個地址“指向”一個變量存儲單元。例如，地址2000指向變量a，地址2002指向變量b等。這種通過變量名或地址訪問一個變量值的方式稱為“直接訪問”。（2）間接訪問?！伴g接訪問”方式是把一個變量的地址放在另一個變量中，利用這個“特殊”的變量進(jìn)行訪問。如圖7-2所示，“特殊”變量p存放的內(nèi)容是變量d的地址，利用變量p來訪問變量d的方法稱為“間接訪問”。變量的訪問形式7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計為了讓讀者更容易理解兩種訪問方式的實(shí)質(zhì)和不同，不妨再打個比喻。假設(shè)為了開一個A抽屜，共有兩種辦法：一種是將A的鑰匙帶在身上，需要時直接找出A的鑰匙打開抽屜，取出所需的東西，這相當(dāng)于直接訪問；另一種辦法是為了安全起見，將A的鑰匙放到另一個抽屜B中鎖起來，若需要打開A抽屜，就需要先找出B鑰匙，打開B抽屜后取出A鑰匙，然后再打開A抽屜，最后才能取出A抽屜中的所需之物，這就是“間接訪問”。兩種訪問方式的比較7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計名師點(diǎn)睛“指針”這個名詞是為了形象地表示訪問變量時的指引關(guān)系，不要認(rèn)為在內(nèi)存中真的有一個像時鐘似的“針”在移動。一般說的指針，習(xí)慣上是表示指針變量，它實(shí)際上只是存放了一個變量的地址而已。7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計存放地址的變量稱為指針變量。指針變量是一種特殊的變量，它不同于一般的變量，一般變量存放的是數(shù)據(jù)本身，而指針變量存放的是數(shù)據(jù)的地址。C語言規(guī)定所有變量在使用前都必須定義，系統(tǒng)會按數(shù)據(jù)類型分配內(nèi)存單元，所以指針變量必須定義為“指針類型”。指針變量定義一般格式如下：基類型 *指針變量名其中，“基類型”是該指針變量所指向的變量的類型，也就是指針變量所存儲變量地址的那個變量的類型。例如，int *p; float*point1; char*point2;，分別定義了基類型為整型、實(shí)型和字符型指針變量p、point1和point2。指針變量7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計名師點(diǎn)睛（1）定義變量時，指針變量前的“*”是一個標(biāo)志，表示該變量的類型為指針型變量。（2）指針變量存放某一類型變量的地址。而指針常量是指所引用的對象的地址不能改變的指針。7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計名師點(diǎn)睛（1）定義變量時，指針變量前的“*”是一個標(biāo)志，表示該變量的類型為指針型變量。（2）指針變量存放某一類型變量的地址。而指針常量是指所引用的對象的地址不能改變的指針。7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計在C語言中，用指針來表示一個變量指向另一個變量這樣的指向關(guān)系。那么如何使一個指針變量指向一個普通類型的變量呢？只要將需要指向的變量的地址賦給相依的指針變量即可。例如，int*p;int a=3;p=&a;就實(shí)現(xiàn)了指針變量p指向變量a。當(dāng)然，指針變量也可將定義說明與初始化賦值合二為一，則上面的情況也可用inta=3;int*p=&a;實(shí)現(xiàn)。在定義一個指針變量后，編譯器不會自動為其賦值，此時指針變量的值是不確定的。事實(shí)上，指針變量必須被賦值語句初始化后才能使用?？罩羔楴ULL是一個特殊的值，將空指針賦值給一個指針變量后，說明該指針變量的值不再是不確定，而是一個有效值，只是不指向任何變量。指針變量只能接收地址。例如，int*p,a=100;p=a;賦值方法是錯誤的。指針變量的初始化和賦值7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計在C語言中，變量的地址是由編譯系統(tǒng)分配的，所以用戶是不知道變量的具體地址。（1）指針運(yùn)算符。取地址運(yùn)算符&。該運(yùn)算符是單目運(yùn)算符，其結(jié)合性為自右至左，其功能是取變量的地址。取內(nèi)容運(yùn)算符*。頁腳間接引用運(yùn)算符，其結(jié)合性為自右至左，用來表示指針變量所指的變量。在*運(yùn)算符后跟的變量必須是指針變量。指針變量的運(yùn)算C語言程序設(shè)計【例7-1】驗(yàn)證運(yùn)算符*和&的作用。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.1指針與指針變量源代碼見教材52,1052,1065fe0c,65fe0865fe0c,65fe087.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計允許用于指針的算術(shù)操作只有加法和減法。若有定義：intn,*p;，表達(dá)式p+n（n≥0）指向的是p所指的數(shù)據(jù)存儲單元之后的第n個數(shù)據(jù)存儲單元，而不是簡單地在指針變量p的值上直接加個數(shù)值n，其中數(shù)據(jù)存儲單元的大小與數(shù)據(jù)類型有關(guān)。若指針變量p1是整型的指針變量，其初始值為2000，整型的長度是2字節(jié)，則表達(dá)式“p1++;”是將p1的值變成2002，而不是2001。每次增量之后，p1都會指向下一個單元。同理，當(dāng)p1的值為2000時，表達(dá)式“p1--;”將p1的值變成1998。指針變量的運(yùn)算7.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計使用關(guān)系運(yùn)算符<、<=、>、>=、==和!=，可以比較指針值的大小。如果p和q是指向相同類型的指針變量，并且p和q指向同一段連續(xù)的存儲空間（如p和q都指向同一數(shù)組的元素），p的地址值小于q的值，則表達(dá)式p<q的結(jié)果為1，否則表達(dá)式p<q結(jié)果為0。參與比較的指針指向的空間一定在一個連續(xù)的空間內(nèi)，比如都指向同一數(shù)組。指針變量的運(yùn)算C語言程序設(shè)計【例7-2】輸入a和b兩個整數(shù)，按從大到小的順輸出兩個數(shù)。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.1指針與指針變量程序說明：該程序定義了3個指針變量p、p1和p2，在比較過程中，不是直接交換a與b的值，而是通過交換指針變量的指向來實(shí)現(xiàn)的。最初指針變量p1和p2是分別指向變量a和b，當(dāng)a小于b時，通過交換指針指向，使指針變量p1轉(zhuǎn)而指向b，p2指向了a。源代碼見教材37a=3,b=7max=7,min=37.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計函數(shù)的參數(shù)不僅可以是整型、實(shí)型和字符型，還可以是指針類型。當(dāng)是指針類型時，它的作用是將一個變量的地址傳送到另一個函數(shù)中。在C語言中，函數(shù)參數(shù)的傳遞時單向值傳遞。數(shù)值只能從調(diào)用函數(shù)向被調(diào)用函數(shù)傳遞，不能反過來傳遞，形參值的改變不會反過來影響實(shí)參的改變。例7-3就試圖用一個被調(diào)函數(shù)實(shí)現(xiàn)主調(diào)函數(shù)中變量值的改變，但這是無法實(shí)現(xiàn)的。指針變量作函數(shù)的參數(shù)C語言程序設(shè)計【例7-3】試圖交換變量值的程序。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.1指針與指針變量程序說明：此例中，i和j的值正確傳入了swap()函數(shù)中，a和b是swap()函數(shù)的兩個形參。a和b的值是由i和j復(fù)制得到的，是i和j的一個副本。在swap()函數(shù)調(diào)用返回時，a和b兩個形參的生命周期結(jié)束，但它們的值并沒有被復(fù)制回實(shí)參i和j中。因此，一旦返回，i和j的值將保持不變，swap()函數(shù)的交換功能也沒有得到體現(xiàn)。源代碼見教材beforecalling：i=133j=58inthefunctionswap：a=58b=133aftercalling：i=133j=587.1指針與指針變量C語言程序設(shè)計解決問題的方法是用指針作為函數(shù)參數(shù)，傳給swap()函數(shù)的應(yīng)是想交換的兩個變量的地址，而地址可用指針來實(shí)現(xiàn)。解決方法C語言程序設(shè)計【例7-4】使用指針參數(shù)將改變帶回到調(diào)用函數(shù)。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.1指針與指針變量程序說明：使用指針作為參數(shù)，函數(shù)改變參數(shù)的值后，能將改變帶回到調(diào)用函數(shù)。swap()函數(shù)的參數(shù)是兩個指向整型變量的指針變量。所以main()函數(shù)在調(diào)用時必須使用&i、&j來傳遞參數(shù)。源代碼見教材beforecalling：i=133j=58inthefunctionswap：*a=58*b=133aftercalling：i=58j=133C語言程序設(shè)計【例7-5】輸入a、b和c三個數(shù)，按由大到小的順序輸出。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.1指針與指針變量程序說明：這里限定了swap()函數(shù)、exchange()函數(shù)的返回類型是void，因此，要得到輸出值就務(wù)必傳遞一個數(shù)值的地址?？傊粝Ｍㄟ^函數(shù)調(diào)用改變一個或多個變量的值，可以采用傳送相應(yīng)變量地址的方法。源代碼見教材78173378,33,177.2指針變量的應(yīng)用C語言程序設(shè)計一個變量有地址，一個數(shù)組包含若干元素，每個數(shù)組元素都在內(nèi)存單元中占用存儲單元，它們都有相應(yīng)的首地址。數(shù)組名是數(shù)組的首地址（不能說是數(shù)組元素的首地址），針對同一個數(shù)組來說，它是一個常量。所謂數(shù)組的指針，是指數(shù)組的起始地址，事實(shí)上也就是數(shù)組名。一個數(shù)組是由連續(xù)的一塊內(nèi)存單元組成的，數(shù)組名就是這塊連續(xù)內(nèi)存單元的首地址。一個數(shù)組也是由各個數(shù)據(jù)元素（下標(biāo)變量）組成的，每個數(shù)組元素按其類型的不同占用不同個數(shù)的連續(xù)的內(nèi)存單元，指針變量既然可以指向一般變量，當(dāng)然也可以指向數(shù)據(jù)元素，數(shù)組元素的指針是數(shù)組元素的地址。一個數(shù)組元素的首地址也是指它所占用的幾個內(nèi)存單元的首地址。指向一維數(shù)組的指針變量7.2指針變量的應(yīng)用C語言程序設(shè)計數(shù)組中各個元素的地址又是如何計算和表示的呢？如果有一個數(shù)組a，其定義為：inta[5]={1,3,5,7,9};，元素a[0]的地址是a的值（即1010），元素a[1]的地址是a+1。同理，a+i是元素a[i]的地址。值得特別注意的是，此處的a+i并非簡單的在首地址a上加個數(shù)字i，編譯系統(tǒng)計算實(shí)際地址時，a+i中的i要乘上數(shù)組元素所占的字節(jié)數(shù)，即實(shí)際地址=a+i×單個元素所占的字節(jié)數(shù)。其中，單個元素所占的字節(jié)數(shù)由數(shù)據(jù)類型決定。指向一維數(shù)組的指針變量7.2指針變量的應(yīng)用C語言程序設(shè)計為了引用一個數(shù)組元素，可以用兩種不同的方法：一種是下標(biāo)法，即指出數(shù)組名和下標(biāo)值，系統(tǒng)會找到該元素。例如，a[3]；另一種方法是指針法，也叫地址法，就是通過給出的數(shù)組元素地址訪問某一元素。例如，通過地址a+3可以找到數(shù)組元素a[3]，而*(a+3)的值就是元素a[3]的值。（1）下標(biāo)法。用a[i]的形式訪問數(shù)組元素。前面介紹數(shù)組時都采用的這種方法。（2）指針法采用*(a+i)或*(p+i)的形式，用間接訪問的方法來訪問數(shù)組元素，其中a是數(shù)組名，p是指向數(shù)組a的指針變量。指向一維數(shù)組的指針變量C語言程序設(shè)計【例7-6】用下標(biāo)法輸出數(shù)組中的全部元素。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.2指針變量的應(yīng)用源代碼見教材a[0]=0a[1]=1a[2]=2a[3]=3a[4]=4C語言程序設(shè)計【例7-7】用指針法輸出數(shù)組中的全部元素。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.2指針變量的應(yīng)用源代碼見教材a[0]=0a[1]=1a[2]=2a[3]=3a[4]=47.2指針變量的應(yīng)用C語言程序設(shè)計C語言規(guī)定：若p為指向某一數(shù)組的指針變量，則p+1指向同一數(shù)組中的下一個元素。例如，intarray[10],*pointer=array;，則：（1）pointer+i和array+i都是數(shù)組元素array[i]的地址，如圖7-4所示。（2）*(pointer+i)和*(array+i)就是數(shù)組元素array[i]。（3）指向數(shù)組的指針變量被賦值為數(shù)組名后也可按下標(biāo)法來使用。例如，array[i]等價于*(pointer+i)。通過指針引用數(shù)組元素7.2指針變量的應(yīng)用C語言程序設(shè)計名師點(diǎn)睛1）數(shù)組名是指針變量，始終是指向數(shù)組的首地址；而指針是一個變量，可以實(shí)現(xiàn)本身值的改變。如有數(shù)組a和指針變量p，則以下語句是合法的。p=a;p++;p+=3;而“a++;”與“a=p”都是錯誤的。（2）在使用中應(yīng)注意*(p++)與*(++p)的區(qū)別。若p的初值為a，則*(p++)的值等價于a[0]，*(++p)等價于a[1]，而(*p)++表示p所指向的元素值加1。如果p當(dāng)前指向a數(shù)組中的第i個元素，則有：“*(p--);”等價于“a[i--];”；“*(++)p;”等價于“a[++i];”；“*(--p);”等價于“a[--i];”。C語言程序設(shè)計【例7-8】分析程序的運(yùn)行結(jié)果。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.2指針變量的應(yīng)用程序說明：從程序運(yùn)行結(jié)果中可以看出，a[i]、*(a+i)和*p輸出的結(jié)果都是相同的。源代碼見教材2468102468102468107.2指針變量的應(yīng)用C語言程序設(shè)計指向字符串的指針稱為字符串的指針，其類型是char*或unsignedchar*。實(shí)際上，只要知道字符串的首地址的指針，就可以通過指針的移動來存取字符串中的每一個字符，直至移動到字符串結(jié)束標(biāo)志'\0'，因此可以用字符串指針來表示字符串。用字符數(shù)組來存儲字符串時，數(shù)組的指針就是字符串指針。指向字符串的指針變量C語言程序設(shè)計【例7-9】字符數(shù)組的應(yīng)用。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.2指針變量的應(yīng)用程序說明：字符數(shù)組s長度沒有明確定義，默認(rèn)的長度是字符串中字符個數(shù)加1的和（結(jié)束標(biāo)志占一個字符位），s數(shù)組的長度應(yīng)該是14。s是數(shù)組名，表示字符數(shù)組首地址；s+4表示序號為4的元素的地址，指向字符'k'。s[4]與*(s+4)表示數(shù)組中序號為4的元素的值（k）。字符數(shù)組允許用%s格式進(jìn)行整體輸出。源代碼見教材ILoveChina!C語言程序設(shè)計【例7-10】字符指針的應(yīng)用。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.2指針變量的應(yīng)用程序說明：C程序?qū)⒆址Ａ?ILoveChina!"按字符數(shù)組處理，在內(nèi)存中開辟一個字符數(shù)組來存放字符串常量，并把字符數(shù)組的首地址賦值給字符指針變量s。源代碼見教材ILoveChina!C語言程序設(shè)計【例7-11】用字符指針指向一個字符串。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.2指針變量的應(yīng)用程序說明：程序中定義了一個字符數(shù)組string，并對它進(jìn)行了賦初值。p是指向字符數(shù)據(jù)的指針變量，將string數(shù)組的起始地址賦給p，p也指向了字符串。最后，程序以“%s”格式輸出string和p，從給定的地址開始逐個字符輸出，直到遇到'\0'為止。結(jié)果都是輸出字符串"ILoveChina!"。源代碼見教材ILoveChina!ILoveChina!7.2指針變量的應(yīng)用C語言程序設(shè)計使用字符數(shù)組和字符指針都能處理字符串，但二者之間是有區(qū)別的，主要表現(xiàn)在以下3個方面。（1）字符數(shù)組由若干個元素組成，每個元素中放一個字符，若用來處理字符串，則必須保證有串結(jié)束符。而字符指針變量用來存放字符串的首地址（若未進(jìn)行初始化，則它指向的地址是不確定的），不是用來存放整個字符串內(nèi)容的。（2）賦值方式不完全相同，字符數(shù)組只能對各個元素賦值，不能整體賦值。（3）在說明一個字符數(shù)組后，其地址是確定的，而說明一個字符指針變量時，指針變量的值是可以改變的。指向字符串的指針變量C語言程序設(shè)計【例7-12】編程實(shí)現(xiàn)刪除有序數(shù)組中重復(fù)元素。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.2指針變量的應(yīng)用程序說明：首先遍歷整個數(shù)組，統(tǒng)計出重復(fù)元素的位置和個數(shù)，然后通過移動指針刪除重復(fù)元素。源代碼見教材12344456671234567C語言程序設(shè)計【例7-13】統(tǒng)計其中大寫字母、小寫字母、數(shù)字、控制及其他字符的個數(shù)。運(yùn)行結(jié)果語句編寫

7.2指針變量的應(yīng)用程序說明：輸入一個字符串后，可將一個字符型指針p指向該字符串首地址。當(dāng)p所指字符不能與字符串結(jié)束標(biāo)志'\0'不相等時，使用復(fù)合if語句判斷p所指字符是哪類字符，然后將對應(yīng)的變量自加，然后將指針P后移。直到循環(huán)結(jié)束，輸出這些字符個數(shù)即可。源代碼見教材請輸入一個字符串（不要超過100個字符）：WinterDream-EmblemoftheOlympicWinterGamesBeijing2022該字符串中大寫字母個數(shù)為：7該字符串中小寫字母個數(shù)為：40該字符串中數(shù)字個數(shù)為：4該字符串中空格個數(shù)為：10該字符串中其他字符個數(shù)為：17.3常見錯誤分析C語言程序設(shè)計對指針變量賦予非指針值#include<stdio.h>intmain(){ inti=10,*p; p=i; /*對指針變量賦予非指針值*/ printf("%d",*p); return0;}7.3常見錯誤分析C語言程序設(shè)計指針未能指向確定的存儲區(qū)#include<stdio.h>intmain(){ char*str; scanf("%s",str); /*企圖從鍵盤輸入一個字符串，使str指向該字符串*/ printf("%s",str); retur