【正文】 第 6章 便捷工具 ——指針 C語言程序設(shè)計 Programming in C C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 —— 思考與實用的結(jié)合，就能產(chǎn)生明確的概念，就能找到一些簡便方法，這些方法的發(fā)現(xiàn)激勵著自尊心，而方法的準(zhǔn)確性又能使智力得到滿足，原來枯燥無味的工作，有了簡便方法，就令人感到興趣了。 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 理解變量指針和地址 理解數(shù)組指針的概念、定義和運算 應(yīng)用指針運算符 amp。和 *等 通過指針訪問數(shù)組元素、字符數(shù)組 理解指針和數(shù)組間的關(guān)系 理解并應(yīng)用函數(shù)引用中的指針 理解二級指針與指針數(shù)組 理解動態(tài)內(nèi)存分配 本章教學(xué)目標(biāo) C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 教學(xué)重點和難點 重點 ? 指針與數(shù)組 ? 指針數(shù)組 難點 ? 指針數(shù)組 ? 通過指針訪問數(shù)組元素 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 本章內(nèi)容 指針的基本操作與運算 利用指針訪問數(shù)組 指針數(shù)組 指針與函數(shù) 動態(tài)內(nèi)存分配 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 以 更 簡 潔的 方 式 引 用大 的 數(shù) 據(jù)結(jié) 構(gòu) （ data structure） 。 數(shù)據(jù)元素相互之間的關(guān)系稱為結(jié)構(gòu) （ structure） 。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合 。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般包括三個方面：數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu) 、 數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)以及對數(shù)據(jù)的基本操作 。 程序中的數(shù)據(jù)無論如何增長 ， 總是位于計算機的內(nèi)存中 ， 因此 ， 必然會有地址 。 指針可以把地址作為一個完整數(shù)據(jù)值的速記符號 。 C語言中指針的重要用途： C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 指針使程序的不同部分 （ 或函數(shù) ） 能共享數(shù)據(jù) 。 利用指針 ， 能在程序執(zhí)行過程中預(yù)留新的內(nèi)存空間 。到現(xiàn)在為止 ， 在程序中能使用的內(nèi)存是通過顯式定義分配給變量的內(nèi)存 。 在許多應(yīng)用中 ， 如果程序能在運行時獲得新的內(nèi)存空間 ， 并讓指針指向這一內(nèi)存則更為方便 。 指針可用來記錄數(shù)據(jù)項之間的關(guān)系 。 在高級語言程序設(shè)計中應(yīng)用中 ， 指針被廣泛用于構(gòu)造單個數(shù)據(jù)值之間的聯(lián)系 。 比如 ， 程序員通常在第一個數(shù)據(jù)的內(nèi)部表示中包含指向下一個數(shù)據(jù)項的指針 ， 來說明這兩個數(shù)據(jù)之間有概念上的順序關(guān)系 。 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 本章項目任務(wù) 利用指針，編程實現(xiàn)“ 學(xué)生信息管理系統(tǒng) ” 中學(xué)生成績的管理。 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 指針的基本操作與運算 指針的基本運算和操作 多級指針概念與地址關(guān)系 指針變量就是存放某個地址的變量，指針的值是地址。 程序中通常并不直接指出或使用內(nèi)存地址，因為地址的使用和系統(tǒng)有關(guān)，每次運行程序時內(nèi)存地址都可能會發(fā)生改變。 常用指針來間接尋址內(nèi)存數(shù)據(jù)。 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 指針的基本運算和操作 1．指針賦值 2．指針運算 3．文件指針變量的使用 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 1．指針賦值 例如： int *p。 /*定義一個指向整型數(shù)據(jù)的指針變量 p*/ ?在程序中若想使用該指針變量，必須先對其賦值，使其指向某個地址。 方式 1： 指針變量名 =amp。變量名； 方式 2： 指針變量名 =另一已經(jīng)賦值的指針變量； 指針變量名 =指針常量； 指針賦值有以下方式： C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 include void main( ) { unsigned c[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0},a=16。 unsigned *p=amp。a /*方式 1， *將變量 p說明為指針變量 */ unsigned *p1=c。 /*方式 2*/ printf(%u %u\n,a,amp。a)。 printf(%u %u\n,p,amp。p)。 printf(%u\n,c)。 printf(%u %u\n,p1,amp。p1)。 printf(“%d\n”,*p)。 /* 運算符 *，表示取指針 p所指向的內(nèi)容 */ /* 通過 p間接存取變量 a的值 */ printf(%u\n,*p1)。 } 【 例 61】 閱讀并理解程序中變量、地址和指針之間的關(guān)系。 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 注意： ?使用沒有初始化的指針會產(chǎn)生不可預(yù)料后果?？捎?“ 空 ” 值初始化避免這種現(xiàn)象。 ?將 0賦給指針變量，不能理解為將 0地址賦給指針變量，說明該指針變量目前不指向任何變量或地址。 例： int *p=NULL,*pm1,*pm2。 pm1=0。 pm2= 39。\039。 pm1 pm2 p 圖 63 “空指針值”的表示 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 （ 1） amp。 ：取內(nèi)存地址，單目運算符 （ 2） *：間接訪問內(nèi)存，單目運算符 （ 3） +/：加法 /減法運算符，雙目運算符 （ 4） ++/：增 1/減 1運算符，單目運算符 （ 5）關(guān)系運算符： ,=,=,==,!= 2．指針運算（ Pointer Arithmetic） ?指針值的集合是地址空間編碼。 在這個集合上可進(jìn)行操作運算，所用的指針運算符有： C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 ?指針移動運算 通過對指針變量進(jìn)行加、減運算實現(xiàn)對指針變量的重新定值，使指針指向不同的存儲單元。指針移動運算的限制條件為： ① 指針只能在相同數(shù)據(jù)類型的連續(xù)空間內(nèi)移動； ② 指針移動的內(nèi)存單位是基數(shù)據(jù)類型的邏輯單位，而不是字節(jié)單位。 主要運算形式有： ①指針變量 +/整型表達(dá)式 ②整型表達(dá)式 +指針變量 ③ ++/指針變量或指針變量 ++/ ④ 指針變量 1指針變量 2 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 例：假設(shè)指針變量 p、 q是同類型指針，且指向同一數(shù)據(jù)集合（數(shù)組）， n是整型常量或變量，則指針變量p、 q支持如下五種算術(shù)運算： ①后置自加運算： p++； /*p作為當(dāng)前操作數(shù)，然后后移一個元素 */ ② 后置自減運算： p； /*p作為當(dāng)前操作數(shù)，然后前移一個元素 */ ③ 前置自加運算： ++p； /*p后移一個元素，然后作為當(dāng)前操作數(shù) */ ④ 前置自減運算： p； /*p前移一個元素，然后作為當(dāng)前操作數(shù) */ ⑤ 加整型量： p+n； /*取得 p之后第 n個元素的地址 */ ⑥ 減整型量： pn； /*取得 p之前第 n個元素的地址 */ ⑦ 同類指針相減： pq； /*表示 p和 q兩者之間的元素個數(shù) */ C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 圖 64 指針變量的移動運算 數(shù)組 指針 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 【 例 62】 閱讀程序。注意指針變量的移動。 include void main( ) { int a[10]={54,65,8,2,3,56,8,21,57,98},*p, i。 p=a。 for(i=0。i10。i++) printf(%4d, *p++ )。 printf(\n)。 } C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 如果 p指向 a數(shù)組中第 i個元素，則： ?*p相當(dāng)于 *(p)或 a[i]，先對 p進(jìn)行“ *”運算，再使 p自減。 ?*p相當(dāng)于 *(p) 或 a[i]，先對 p自減，再作 *運算。 ?*++p相當(dāng)于 *(++p)或 a[++i]，先對 p自加，再作 *運算。 ?*p++相當(dāng)于 *(p++)或 a[i++]，先對 p進(jìn)行“ *”運算，再使 p自加。 ?(*p)，先取 *p的值，再將此值自減。 ?(*p)，先將 *p的值自減，再取 *p的值。 ?(*p)++，先取 *p的值，再將此值自加。 ?++(*p)，先將 *p的值自加，再取 *p的值。 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 ? 關(guān)系運算 只有當(dāng)兩個指針變量指向同一個連續(xù)的存儲空間時，才能進(jìn)行關(guān)系運算。 ? 判斷兩個指針是否指向同一個存儲單元： p==q； /*當(dāng) p和 q指向同一元素時，表達(dá)式的值為 1；反之為 0*/ p!=q； /*當(dāng) p和 q不指向同一元素時，表達(dá)式的值為 1；反之為 0*/ C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 ?判斷不同指針?biāo)赶虻拇鎯卧g的位置關(guān)系： pq /*當(dāng) p所指的元素在 q所指的元素之前時，表達(dá)式的值 為 1；反之為 0。 */ pq /*當(dāng) p所指的元素在 q所指的元素之后時，表達(dá)式的值 為 1；反之為 0。 */ C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 【 例 63】 利用指針的移動和比較運算，求數(shù)組 int a[10]的 10個元素之和。 算法思想： 設(shè)置指針 p和 q分別指向 數(shù)組的首和尾 ；通過首指針向后或尾指針向前移動，直到首、尾指針相等，即遍歷了整個數(shù)組，從而實現(xiàn)對數(shù)組的操作。 C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 include void main() { int s=0, a[10], *p, *q。 for( p=a+9, q=a。 p=q。 p ) scanf(%d,p)。 q=a+9。 p=a。 while( p=q ) { s+=*p。 ++p。 } printf(sum=%d\n,s)。 } C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 【 例 64】 利用指針移動和比較運算，編寫程序?qū)⒁粋€字符串逆置。要求在同一個數(shù)組中實現(xiàn)字符串逆置。 算法思想： 設(shè)置 s和 p兩個指針分別指向 串首和串尾 （不是數(shù)組的首和尾），交換它們對應(yīng)的字符； 然后 s和 p分別向字符串中間移動，并同時交換對應(yīng)位置的字符； 直到 s與 p指向相同位置或 s指向 p后的位置。 include include void main( ) { char str[50],*p,*s,c。 printf(Enter string:)。 gets(str)。 p=s=str。 /*指針 p和 s同時指向 str */ while(*p) p++。 /*找到串結(jié)束標(biāo)記 39。\039。 */ p。 /*指針回退一個字符，指向字符串中的最后一個字符 */ /*以上語句使 s和 p分別指向串首和串尾 */ while(sp) /*指針比較， s在 p之前時，進(jìn)行循環(huán)交換 */ { c=*s。 /*交換兩個指針?biāo)赶虻淖址? */ *s++=*p。 /*串前面的指針 s向后（ +1）移動 */ *p= c。 /*串后面的指針 p向前（ 1）移動 */ } puts(str)。 } C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 3．文件指針變量的使用（選講） ?使用文件指針來訪問數(shù)據(jù)文件。 ?指向文件的指針使用 FILE來進(jìn)行聲明定義。 例： FILE *sensor； sensor=fopen(“”,“r”)。 /*文件指針變量賦值 */ fscanf(sensor,“%f %f”,amp。t,amp。motion)。 /*使用該文件指針 */ C語言程序設(shè)計 第 6章 指針 【 例 65】 閱讀并理解程序中的文件指針，深入學(xué) 習(xí)相應(yīng)的文件讀寫函數(shù)等。 include include void main( ) { FILE *fp。 /*建立文件指針 fp*/ int i, k, n。 if ( (fp=fopen(,w+)) ==NULL) { printf(Open error\n)。 exit(0)。 } for (i=1。i6。i++) fprintf(fp, “%d \n,i)。 r