C语言程序设计第八章 指针的使用Word格式文档下载.docx
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如果将变量的地址保存在内存的特定区域，用变量来存放这些地址，这样的变量就是指针变量，通过指针对所指向变量的访问，也就是一种对变量的“间接访问”。
指针是什么呢？
可以看作是内存中的一个地址。
这个地址是内存中另一个变量的位置。
在图8-2中，变量x的地址是2000H，就可以称为x的“指针”。
知识链接—变量的直接访问和间接访问
在C语言中，访问变量的值有两种方式——直接访问和间接访问
变量的“直接访问”方式：
按变量名（即变量的地址）存取变量值的方式。
比如在图8-3中直接访问x。
变量的“间接访问”方式：
将变量的地址放在另一个内存单元中，先到另一个内存单元中取得变量的地址，再由变量的地址找到变量并进行数据存取。
比如在图8-3中直接访问p。
图8-3直接访问和间接访问
8.2指针变量的定义与引用
8.2.1指针变量的定义和赋值
1.定义
指针变量的定义格式如下：
类型说明*变量名
其中“*”表示这是个指针变量，变量名表示定义的指针变量的名称，类型说明表示指针变量所指向的变量的数据类型。
例如：
int*p;
表示定义了一个名称为p的指针变量（注意变量名不是*p），它指向的变量的数据类型是int。
2.赋值
指针变量和普通变量一样，使用之前必须赋值，未经赋值的指针变量不可使用。
给指针变量只能给它赋值地址，而不能赋予任何其他数据。
C语言中提供了地址运算符“&
”来表示变量的地址，其一般形式为：
变量名
比如&
x表示变量x的地址。
指针变量的赋值可以按下面的方式：
1int*p;
2intx=5;
3p=&
x;
4printf（"
%d\n"
*p）;
试一试
（一）：
将上面的3行代码改成：
p=x；
能通过编译吗？
运行结果是什么？
【说明】
编译时会出现警告：
'
int*'
differsinlevelsofindirectionfrom'
int'
，意思是int*（p变量的数据类型）和int（x变量的数据类型）不匹配。
运行结果会报错，如图8-4所示：
图8-4指针变量p初始化错误1
从上面的错误可以看出，整数5被编译器当作了地址（0x00000005）。
而当第4行输出p指向的变量的值，报出不能读取的错误，因为0x00000005不是本程序分配的地址。
所以从安全性方面的考虑，会不允许这个读取操作。
试一试
（二）：
将第3行代码改成：
*p=x;
编译时会出现警告：
localvariable'
p'
usedwithouthavingbeeninitialized。
意思是变量p在使用前没有初始化。
显然，*p=x这条语句只给*p赋了值，而并没有给变量p赋值。
运行后会报错，如图8-5所示。
图8-5指针变量p初始化错误2
这是因为指针变量p没有赋初值，所以它指向的是一个系统给的不知名的地址（在这次执行时系统分配的是0xcccccccc），虽然p的空间本程序有控制权，但是地址0xcccccccc本程序并没有控制权。
出于安全性考虑，系统禁止向这个地址写入值（*p=x），所以报错。
试一试（三）：
下面的代码编译会有问题吗？
1int*p;
2doublex=5.0;
【说明】第1行定义了指针变量p，它指向的变量的数据类型为int。
而在第3行给它赋的值是一个double型的地址。
所以会报警告：
incompatibletypes-from'
double*'
to'
8.2.2指针变量的引用
1.指针变量的引用
引用指针变量，是提供对变量的一种间接访问形式。
对指针变量的引用形式为：
*指针变量
其含义是指针变量所指向的值。
【课堂案例8-1】接收键盘输入的一个小数，用指针的方法将这个数输出。
【案例目标】会使用指针变量实现输出。
【案例知识要点】指针变量的定义、指针变量的赋值、指针的引用。
【案例程序代码】pointRef.c
1#include<
stdio.h>
2
3intmain（）
4{
5float*p1;
6floatx;
7scanf（"
%f"
x）;
8p1=&
9printf（"
输入的小数是:
%f\n"
*p1）;
10return0;
11}
【程序输出】
图8-6pointRef.exe执行结果
【程序说明】
●第5行定义了指针变量p1，它指向的变量的数据类型是浮点型。
●第8行将浮点型变量x的地址赋给指针变量p1。
●第9行用指针的方法输出。
2.“&
”和“*”运算符
前面用到了“&
”和“*”运算符。
现在总结一下：
“&
”运算符是一个返回操作数地址的单目运算符，称为取地址运算符。
p1=&
就是将变量x的内存地址赋给p1。
“*”运算符称为指针运算符，作用是返回指定内存中的变量值。
例如上面程序中的p1中装有变量x的地址，则：
y=*p1;
就是将变量x的值赋给y。
若x的值是1.0，则y的值也是1.0。
下面通过案例8-2来深入了解指针的使用。
【课堂案例8-2】创建程序sort.c，使用指针实现：
接收从键盘输入两个整数，按由大到小的顺序输出。
【案例目标】指针的综合运用。
【案例知识要点】&
运算符、*运算符、指针变量的定义和使用。
【案例程序代码】swap.c
1#include<
5int*p1,*p2,x,y,t;
/*定义指针变量与整型变量*/
6
7scanf（"
%d,%d"
y）;
8p1=&
/*使指针变量指向整型变量*/
9p2=&
y;
10
11if（*p1<
*p2）
12{
13t=*p1;
14*p1=*p2;
15*p2=t;
16}
17printf（"
%d,%d\n"
x,y）;
18return0;
19}
●执行完第9行代码后，内存中指针与变量的关系如图8-7（假定输入的是10，15）。
●第11行的表达式如果为真，则表示第1个数小于第2个数，会执行12~16行的代码。
●第15行执行完毕后，内存中指针与变量的关系如图8-8。
注意：
在程序的运行过程中，指针变量所指向的变量始终没变。
即*p1始终代表x，*p2始终代表y。
改变的只是变量x和y所在内存里的内容。
试一试（四）：
将sort.c中的代码修改成sort1.c，如下：
5int*p1,*p2,a,b,*t;
//t被定义为指针变量
6scanf（"
a,&
b）;
7p1=&
a;
8p2=&
b;
9
10if（*p1<
11{
12t=p1;
13p1=p2;
14p2=t;
15}
16printf（"
*p1,*p2）;
17return0;
18}
结果会相同吗？
【说明】程序运行结果是完全相同的。
但程序在运行过程中，实际存放在内存中的数据没有移动，而是将指向该变量的指针交换了指向。
如图8-9右所示：
图8-9sort1.exe执行后内存图
当指针交换指向后，p1和p2由原来指向的变量x和y改变为指向变量y和x，这样一来，*p1就表示变量y，而*p2就表示变量x。
在上述程序中，无论在何时，只要指针与所指向的变量满足p=&
x；
我们就可以对变量x以指针的形式来表示。
此时p等效于&
x，*p等效于变量x。
8.3数组与指针
8.3.1指针的自加自减运算
假定定义了指针变量p，对它做“加1”运算，不是简单地将p的值加上1，而是将p的值加上1倍的它所指向的变量占用的内存字节数。
指针加i（即p+=i）是将p的值加上i倍的它所指向变量占用的内存字节数。
对于int型变量，它占用内存的字节数为4，因此，p++后p的值增加4，如图8-10所示。
图8-10p++后的内存图
8.3.2使用指针访问一维数组
假设我们定义一个一维数组，该数组在内存会有系统分配的一个存储空间，其数组的名
字就是数组在内存的首地址。
若再定义一个指针变量，并将数组的首址传给指针变量，则该
指针就指向了这个一维数组。
我们说数组名是数组的首地址，也就是数组的指针。
而定义的
指针变量就是指向该数组的指针变量。
对一维数组的引用，既可以用传统的数组元素的下标
法，也可使用指针的表示方法。
1int*p,a[5];
2p=a;
这里a是数组名，也代表数组的首地址，所以可以将它赋值给指针变量p。
知识链接—认识数组名
一维数组名是个指针常量，它存放的是一维数组第一个元素的地址。
常量是不能被改变的，也就是说，一维数组名是不能被改变的。
数组名a存放的是一维数组第一个元素的地址，也就是a=&
a。
也就说把a数组的内容以十六进制和把a数组元素的第一个值的地址输出是一样的。
由于a[0]的地址就是数组的首地址，所以下面的语句和上面的等价。
2p=&
a[0];
C语言中指针对数组的表示方法有下面几种：
●p+n与a+n表示数组元素a[n]的地址，即&
a[n]。
对整个a数组来说，共有5个元素，n的取值为0～4，则数组元素的地址就可以表示为p+0～p+4或a+0～a+4，与&
a[0]～&
a[4]保持一致。
●知道了数组元素的地址表示方法，*（p+n）和*（a+n）就表示为数组的各元素即等效于a[n]。
●指向数组的指针变量也可用数组的下标形式表示为p[n]，其效果相当于*（p+n）。
下面用【课堂案例8-3】来具体说明。
【课堂案例8-3】定义一个长度为5的数组，以数组的不同引用形式输出数组各元素的值。
【案例目标】会使用指针访问数组元素。
【案例知识要点】指针变量表示的地址法访问数组元素、数组名表示的地址法访问数组元素、指针表示的下标法访问数组元素、指针法访问数组元素。
【案例程序代码】pointArray.c
5inta[5]={1,2,3,4,5};
6int*p;
7
8p=a;
10printf（"
*（p+1））;
11printf（"
*（a+1））;
12printf（"
a[1]）;
13printf（"
p[1]）;
14
15return0;
16}
图8-11pointArray.exe执行后内存图
●第8行：
给指针变量p赋值了数组a的首地址。
●第9行：
最开始p指向数组的首地址，即第一个元素的地址，所以*p输出数组的第1个元素。
●第10行：
采用指针变量表示的地址法输出数组第2个元素。
因为p+1表示数组元素a[1]的地址。
所以*（p+1）表示a[1]的值。
●第11行：
采用数组名表示的地址法输出数组第2个元素。
因为a表示的是数组的第1个元素的地址，a+1表示的是第2个元素的地址。
所以*（a+1）表示a[1]的值。
●第12行：
普通的数组下标法输出第2个元素。
●第13行：
采用指针表示的下标法输出第2个元素。
8.3.3使用指针访问二维数组
定义一个二维数组：
inta[2][3];
表示二维数组有2行3列共6个元素，在内存中按行存放，存放形式为图8-11：
图8-11二维数组在内存中的存放
其中a是二维数组的首地址，&
a[0][0]既可以看作数组第1行第1列的首地址，同样还可以看作是二维数组的首地址，a[0]是第1行的首地址，也是这个一维数组的首地址。
同理a[n]就是第n+1行的首址；
a[n][m]就是数组元素a[n][m]的地址。
既然二维数组每行的首地址都可以用a[n]来表示，我们就可以把二维数组看成是由n行一维数组构成，将每行的首地址传递给指针变量，行中的其余元素均可以由指针来表示。
用地址法来表示数组各元素的地址。
对元素a[0][1]，&
a[0][1]是其地址，a[0]+1也是其地址（可参考8-12来理解）。
分析a[0]+1与a[0]+2的地址关系，它们地址的差并非整数1，而是一个数组元素的所占位置4，原因是每个数组元素占4个字节。
图8-12指针和二维数组的关系
下面用【课堂案例8-4】来具体说明。
【课堂案例8-4】定义一个2行3列的二维数组，以数组的不同引用形式输出数组各元素的值。
【案例目标】会使用指针访问二维数组元素。
【案例知识要点】二维数组元素不同的访问方式。
【案例程序代码】pointTwoDemArray.c
5inta[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}};
8p=a[0];
%x,%x,%x\n"
a,a[0],&
a[0][0]）;
*（a[0]+2））;
*（a[1]））;
14
图8-13pointTwoDemArray.exe执行结果
输出了三个变量的值，a、a[0]、&
a[0][0]都表示二维数组的首地址，所以三个值相同。
因为给p赋的值是数组首地址，而就是第1个元素的值，所以相当于输出a[0][0]，即整数1。
p+1表示将指针下移了一个元素，所以输出的是a[0][1]，即整数2。
a[0]表示的是第1行第1个元素的地址，a[0]+2表示下移两个元素的地址，相当于&
a[0][2]，所以输出的是a[0][2]的值，即整数3。
a[1]表示的是第2行第1个元素的地址，所以输出的是a[1][0]的值，即整数4。
【课堂练习】
求解二维数组中的最大值及该值在二维数组中的位置。
8.3.4指针操作字符串
访问一个字符串可以通过两种方式：
●通过数组名来表示字符串，数组名就是数组的首地址，是字符串的起始地址。
●使用字符指针指向一个字符串，可不定义数组。
对第一种方式，可以将字符数组的名赋予一个指向字符类型的指针变量，让字符类型指针指向字符串在内存的首地址，对字符串的表示就可以用指针实现。
下面的程序介绍了具体用法。
1#include<
2main（）
3{
4charc[10];
5char*p;
7p=c;
//p=c则表示将字符数组的首地址传递给指针变量p
8gets（c）;
%s\n"
p）;
//使用指针变量p输出字符串
10}
下面的程序说明了第二种方式的用法：
5char*str="
这是一个字符串..."
;
6printf（"
str）;
7return0;
8}
上面程序第5行把一个字符串赋值给指针变量p，实际上只是把字符串中的第1个字符的地址赋值给它。
【课堂案例8-5】
5chars1[]="
c语言是一门基础语言课"
6char*p1,*p2;
7chars2[22];
8
9p1=s1;
10p2=s2;
11
12while（*p1!
='
\0'
）
13{
14*p2=*p1;
15p1++;
16p2++;
17}
18
19*p2='
20printf（"
第二个字符串的内容：
s2）;
21return0;
22}
图8-14pointCopyStr.exe执行结果
8.4指针变量作函数的参数
学习了指向一维和二维数组指针变量的定义和正确引用后，我们现在学习用指针变量作
函数的参数。
使用经典的交换两个数的案例来说明。
程序swap.c希望通过定义一个swapNum的函数来交换两个数。
2voidswapNum（）;
5inta=5;
6intb=10;
7
8printf（"
互换前：
a=%d,b=%d\n"
a,b）;
9swapNum（a,b）;
函数调用完毕-------互换后：
12
13voidswapNum（inta,intb）
14{
15intt;
16t=a;
17a=b;
18b=t;
19printf（"
swapNum函数中------互换后：
20return;
21}
程序执行结果如图8-14所示，显然没有互换成功。
因为函数的a，b已经执行完成，分配给内存的空间已经释放了，所以最终a，b的值还是主函数a，b的值。
互换的是形参的a，b。
和主函数没有关系。
图8-14swap.exe执行结果
下面使用指针变量作为参数来完成两个数的互换。
【课堂案例8-5】使用指针变量作为参数来完成两个数的互换。
【案例目标】会使用指针变量做参数。
【案例知识要点】函数的定义、指针变量做函数参数、函数的调用。
【案例程序代码】pointSwap.c
9swapNum（&
b）;
13voidswapNum（int*p1,int*p2）
16t=*p1;
17*p1=*p2;
18*p2=t;
*p1,*p2）;
图8-15pointSwap.exe执行结果
●第6行执行完毕后变量a、b在内存中的表示如图8-16
（1）所示。
●第9行调用函数swapNum，传递的是a和b的地址。
●第13行定义了swapNum函数，参数是int型的指针类型。
形参分别为p1和p2。
第13行执行完毕后内存中的表示如图8-16
（2）所示。
●执行完第15~18行后，内存中的变化如图8-16（3）所示。
显然，交换了a、b两个变量的内容。
图8-16pointSwap.exe执行结果
1.编写一个函数max，能返回一维数组中的最大元素。
2.编程实现将一个数组中的元素按照相反的顺序存放。
8.4本章小节
本章介绍了C语言中各种流程控制语句的用法。
学习本章后，应该掌握如下内容：
●如何定义指针变量。
●如何给指针变量赋值。
●如何使用指针访问数组。
●如何使用指针操作字符串。
●在函数中使用指针变量做参数
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