C语言讲稿第十三讲_c语言第十三讲

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第十三讲

一、内容概要及重点

1．教学内容：指针（共4学时，本讲2学时）

(1)地址和指针的概念

(2)变量的指针和指向变量的指针变量(3)数组的指针何指向数组的指针变量

2．教学目的及要求：

1)掌握指针变量的定义与引用 2)掌握指针与变量，指针与数组 3．教学重点：

1）指针的定义、引用 2）指针与变量 3）指针与数组 4．教学难点：

1）指针的定义、引用 2）指针与数组

5．主要教学环节的组织：

结合习题、上机、幻灯课件演示掌握指针的定义和用法

二、教学内容

一、地址和指针概念

1.内存地址──内存中存储单元的编号

（1）计算机硬件系统的内存储器中，拥有大量的存储单元（容量为１字节）。

为了方便管理，必须为每一个存储单元编号，这个编号就是存储单元的“地址”。每个存储单元都有一个惟一的地址。

（2）在地址所标识的存储单元中存放数据。

注意：内存单元的地址与内存单元中的数据是两个完全不同的概念。

2.变量地址──系统分配给变量的内存单元的起始地址

3.变量值的存取──通过变量在内存中的地址进行

系统执行“scanf(”%d“,&num);”和“printf(”num=%dn“, num);”时，存取变量num值的方式可以有两种：

(1)直接访问──直接利用变量的地址进行存取

1)上例中scanf(“%d”,&num)的执行过程是这样的：

用变量名num作为索引值，检索符号表，找到变量num的起始地址3000；然后将键盘输入的值（假设为３）送到内存单元3000和3001中。此时，变量num在内存中的地址和值。

2）printf(“num=%dn”,num)的执行过程，与scanf()很相似：

首先找到变量num的起始地址3000，然后从3000和3001中取出其值，最后将它输出。(2）间接访问──通过另一变量访问该变量的值

Ｃ语言规定：在程序中可以定义一种特殊的变量（称为指针变量），用来存放其它变量的地址。

例如，假设定义了这样一个指针变量num_pointer，它被分配到4000、4001单元，其值可通过赋值语句“num_pointer=＆num；”得到。此时，指针变量num_pointer的值就是变量num在内存中的起始地址3000，如图9-1所示。

通过指针变量num_pointer存取变量num值的过程如下： 首先找到指针变量num_pointer的地址（4000），取出其值3000（正好是变量num 的起始地址）； 然后从3000、3001中取出变量num的值（3）。

（3）两种访问方式的比较

两种访问方式之间的关系，可以用某人甲（系统）要找某人乙（变量）来类比。一种情况是，甲知道乙在何处，直接去找就是（即直接访问）。

另一种情况是，甲不知道乙在哪，但丙（指针变量）知道，此时甲可以这么做：先找丙，从丙处获得乙的去向，然后再找乙（即间接访问）。

4.指针与指针变量

（1）指针──即地址

一个变量的地址称为该变量的指针。通过变量的指针能够找到该变量。（2）指针变量──专门用于存储其它变量地址的变量

指针变量num_pointer的值就是变量num的地址。指针与指针变量的区别，就是变量值与变量的区别。

（3）为表示指针变量和它指向的变量之间的关系，用指针运算符“*”表示。例如，指针变量num_pointer与它所指向的变量num的关系，表示为： *num_pointer，即*num_pointer等价于变量num。因此，下面两个语句的作用相同：

num=3;/*将3直接赋给变量num*/ num_pointer=#/*使num_pointer指向num */ *num_pointer=3;/*将3赋给指针变量num_pointer所指向的变量*/

二、变量的指针和指向变量的指针变量

1．指针变量的定义

（1）指针变量的定义

与一般变量的定义相比，除变量名前多了一个星号“*”（指针变量的定义标识符）外，其余一样：

数据类型 *指针变量[, *指针变量2„„];

注意：此时的指针变量p_int、p_f、p_ch，并未指向某个具体的变量（称指针是悬空的）。使用悬空指针很容易破坏系统，导致系统瘫痪。

(2)中间三行的赋值语句──取地址运算(＆)取地址运算的格式： ＆变量

例如，&num_int、&num_f、&num_ch的结果，分别为变量num_int、num_f、num_ch的地址。

注意：指针变量只能存放指针（地址），且只能是相同类型变量的地址。

例如，指针变量p_int、p_f、p_ch，只能分别接收int型、float型、char型变量的地址，否则出错。

（3）后三行的输出语句──指针运算（*）

使用直接访问和间接访问两种方式，分别输出变量num_int、num_f、num_ch的值。注意：这三行出现在指针变量前的星号“*”是指针运算符，访问指针变量所指向的变量的值，而非指针运算符。

例：使用指针变量求解：输入2个整数，按升序（从小到大排序）输出。/*程序功能：使用指针变量求解2个整数的升序输出*/

main(){ int num1,num2;int *num1_p=&num1, *num2_p=&num2, *pointer;printf(“Input the first number: ”);scanf(“%d”,num1_p);

printf(“Input the second number: ”);scanf(“%d”,num2_p);

printf(“num1=%d, num2=%dn”, num1, num2);

if(*num1_p > *num2_p)/*如果num1>num2，则交换指针*/ pointer= num1_p, num1_p= num2_p, num2_p=pointer;printf(“min=%d, max=%dn”, *num1_p, *num2_p);}

程序运行情况：

Input the first number:9←┘ Input the second number:6←┘ num1=9, num2=6 min=6, max=9

程序说明：

（1）第5行的if语句

如果*num1_p>*num2_p（即num1>num2），则交换指针，使num1_p指向变量num2（较小值），num2_p指向变量num1（较大值）。

（2）printf(“min=%d, max=%dn”, *num1_p, *num2_p);语句：通过指针变量，间接访问变量的值。

本案例的处理思路是：交换指针变量num1_p 和num2_p的值，而不是变量num1和num2的值（变量num1和num2并未交换，仍保持原值），最后通过指针变量输出处理结果。

2、指针变量作函数参数

（1）指针变量，既可以作为函数的形参，也可以作函数的实参。

（2）指针变量作实参时，与普通变量一样，也是“值传递”，即将指针变量的值（一个地址）传递给被调用函数的形参（必须是一个指针变量）。

注意：被调用函数不能改变实参指针变量的值，但可以改变实参指针变量所指向的变量的值。

例：使用函数调用方式改写例9.1，要求实参为指针变量。

void exchange(int *pointer1, int *pointer2){ int temp;temp=*pointer1, *pointer1=*pointer2, *pointer2=temp;}

/*主函数main()*/ main(){ int num1,num2;/*定义并初始化指针变量num1_p和 num2_p */ int *num1_p=&num1, *num2_p=&num2;printf(“Input the first number: ”);scanf(“%d”, num1_p);

printf(“Input the second number: ”);

scanf(“%d”, num2_p);

printf(“num1=%d, num2=%dn”, num1, num2);if(*num1_p > *num2_p)/* 即num1>num2)*/ exchange(num1_p, num2_p);/*指针变量作实参*/ /*输出排序后的num1和num2的值*/ printf(“min=%d, max=%dn”, num1, num2);}

程序运行情况：

Input the first number:9←┘ Input the second number:6←┘ num1=9, num2=6 min=6, max=9 调用函数exchange()之前、之时、结束时和结束后的情况。

形参指针变量pointer1（指向变量num1）和pointer2（指向变量num2），在函数调用开始时才分配存储空间，函数调用结束后立即被释放。

虽然被调用函数不能改变实参指针变量的值，但可以改变它们所指向的变量的值。总结：为了利用被调用函数改变的变量值，应该使用指针（或指针变量）作函数实参。其机制为：在执行被调用函数时，使形参指针变量所指向的变量的值发生变化；函数调用结束后，通过不变的实参指针（或实参指针变量）将变化的值保留下来。

三、数组与指针 1.概念

数组的指针──数组在内存中的起始地址，数组元素的指针──数组元素在内存中的起始地址。

2.指向数组的指针变量的定义

指向数组的指针变量的定义，与指向普通变量的指针变量的定义方法一样。例如，int array[10], *pointer=array(或&array[0]);或者：

int array[10], *pointer;pointer＝array;注意：数组名代表数组在内存中的起始地址（与第1个元素的地址相同），所以可以用数组名给指针变量赋值。

3.数组元素的引用

数组元素的引用，既可用下标法，也可用指针法。使用下标法，直观；而使用指针法，能使目标程序占用内存少、运行速度快。

4．通过指针引用数组元素

如果有“int array[10],*pointer=array;”，则：

（1）pointer+i和array+i都是数组元素array[i]的地址，如图9-6所示。（2）*(pointer+i)和*(array+i)就是数组元素array[i]。

（3）指向数组的指针变量，也可将其看作是数组名，因而可按下标法来使用。例如，pointer[i]等价于*(pointer+i)。

注意：pointer+1指向数组的下一个元素，而不是简单地使指针变量pointer的值+1。其实际变化为pointer+1*size(size为一个元素占用的字节数）。

例如，假设指针变量pointer的当前值为3000，则pointer+1为3000+1*2=3002，而不是3001。

说明：

（1）指针变量的值是可以改变的，所以必须注意其当前值，否则容易出错。

（2）指向数组的指针变量，可以指向数组以后的内存单元，虽然没有实际意义。

（3）对指向数组的指针变量（px和py）进行算术运算和关系运算的含义 1）可以进行的算术运算，只有以下几种： px±n, px++/++px, px--/--px, px-py px±n：将指针从当前位置向前（+n）或回退（-n）n个数据单位，而不是n个字节。显然，px++/++px和px--/--px是px±n的特例（n=1）。

px-py：两指针之间的数据个数，而不是指针的地址之差。

2）关系运算

表示两个指针所指地址之间、位置的前后关系：前者为小，后者为大。例如，如果指针px所指地址在指针py所指地址之前，则px〈py的值为1。5．数组作函数参数

数组名作形参时，接收实参数组的起始地址；作实参时，将数组的起始地址传递给形参数组。

引入指向数组的指针变量后，数组及指向数组的指针变量作函数参数时，可有４种等价形式（本质上是一种，即指针数据作函数参数）：

（1）形参、实参都用数组名（2）形参、实参都用指针变量

（3）形参用指针变量、实参用数组名（4）形参用数组名、实参用指针变量

三、习题

综合作业