C语言程序设计基础讲座之指针的慨念
指針是C語言中廣泛使用的一種數(shù)據(jù)類型。 運用指針編程是C語言最主要的風格之一。利用指針變量可以表示各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu); 能很方便地使用數(shù)組和字符串; 并能象匯編語言一樣處理內(nèi)存地址,從而編出精練而高效的程序。指針極大地豐富了C語言的功能。 學習指針是學習C語言中最重要的一環(huán), 能否正確理解和使用指針是我們是否掌握C語言的一個標志。同時, 指針也是C語言中最為困難的一部分,在學習中除了要正確理解基本概念,還必須要多編程,上機調(diào)試。只要作到這些,指針也是不難掌握的。
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指針的基本概念 在計算機中,所有的數(shù)據(jù)都是存放在存儲器中的。 一般把存儲器中的一個字節(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,如整型量占2個單元,字符量占1個單元等, 在第二章中已有詳細的介紹。為了正確地訪問這些內(nèi)存單元, 必須為每個內(nèi)存單元編上號。 根據(jù)一個內(nèi)存單元的編號即可準確地找到該內(nèi)存單元。內(nèi)存單元的編號也叫做地址。 既然根據(jù)內(nèi)存單元的編號或地址就可以找到所需的內(nèi)存單元,所以通常也把這個地址稱為指針。 內(nèi)存單元的指針和內(nèi)存單元的內(nèi)容是兩個不同的概念。 可以用一個通俗的例子來說明它們之間的關(guān)系。我們到銀行去存取款時, 銀行工作人員將根據(jù)我們的帳號去找我們的存款單, 找到之后在存單上寫入存款、取款的金額。在這里,帳號就是存單的指針, 存款數(shù)是存單的內(nèi)容。對于一個內(nèi)存單元來說,單元的地址即為指針, 其中存放的數(shù)據(jù)才是該單元的內(nèi)容。在C語言中, 允許用一個變量來存放指針,這種變量稱為指針變量。因此, 一個指針變量的值就是某個內(nèi)存單元的地址或稱為某內(nèi)存單元的指針。圖中,設(shè)有字符變量C,其內(nèi)容為“K”(ASCII碼為十進制數(shù) 75),C占用了011A號單元(地址用十六進數(shù)表示)。設(shè)有指針變量P,內(nèi)容為011A, 這種情況我們稱為P指向變量C,或說P是指向變量C的指針。 嚴格地說,一個指針是一個地址, 是一個常量。而一個指針變量卻可以被賦予不同的指針值,是變。 但在常把指針變量簡稱為指針。為了避免混淆,我們中約定:“指針”是指地址, 是常量,“指針變量”是指取值為地址的變量。 定義指針的目的是為了通過指針去訪問內(nèi)存單元。
既然指針變量的值是一個地址, 那么這個地址不僅可以是變量的地址, 也可以是其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址。在一個指針變量中存放一
個數(shù)組或一個函數(shù)的首地址有何意義呢? 因為數(shù)組或函數(shù)都是連續(xù)存放的。通過訪問指針變量取得了數(shù)組或函數(shù)的首地址, 也就找到了該數(shù)組或函數(shù)。這樣一來, 凡是出現(xiàn)數(shù)組,函數(shù)的地方都可以用一個指針變量來表示, 只要該指針變量中賦予數(shù)組或函數(shù)的首地址即可。這樣做, 將會使程序的概念十分清楚,程序本身也精練,高效。在C語言中, 一種數(shù)據(jù)類型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往都占有一組連續(xù)的內(nèi)存單元。 用“地址”這個概念并不能很好地描述一種數(shù)據(jù)類型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 而“指針”雖然實際上也是一個地址,但它卻是一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的首地址, 它是“指向”一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的,因而概念更為清楚,表示更為明確。 這也是引入“指針”概念的一個重要原因。
指針變量的類型說明
對指針變量的類型說明包括三個內(nèi)容:
(1)指針類型說明,即定義變量為一個指針變量;
(2)指針變量名;
(3)變量值(指針)所指向的變量的數(shù)據(jù)類型。
其一般形式為: 類型說明符 *變量名;
其中,*表示這是一個指針變量,變量名即為定義的指針變量名,類型說明符表示本指針變量所指向的變量的數(shù)據(jù)類型。
例如: int *p1;表示p1是一個指針變量,它的值是某個整型變量的地址。 或者說p1指向一個整型變量。至于p1究竟指向哪一個整型變量, 應由向p1賦予的地址來決定。
再如:
staic int *p2; /*p2是指向靜態(tài)整型變量的指針變量*/
float *p3; /*p3是指向浮點變量的指針變量*/
char *p4; /*p4是指向字符變量的指針變量*/ 應該注意的是,一個指針變量只能指向同類型的變量,如P3 只能指向浮點變量,不能時而指向一個浮點變量, 時而又指向一個字符變量。
指針變量的賦值
指針變量同普通變量一樣,使用之前不僅要定義說明, 而且必須賦予具體的值。未經(jīng)賦值的指針變量不能使用, 否則將造成系統(tǒng)混亂,甚至死機。指針變量的賦值只能賦予地址, 決不能賦予任何其它數(shù)據(jù),否則將引起錯誤。在C語言中, 變量的地址是由編譯系統(tǒng)分配的,對用戶完全透明,用戶不知道變量的具體地址。 C語言中提供了地址運算符&來表示變量的地址。其一般形式為: & 變量名; 如&a變示變量a的地址,&b表示變量b的地址。 變量本身必須預先說明。設(shè)有指向整型變量的指針變量p,如要把整型變量a 的地址賦予p可以有以下兩種方式:
(1)指針變量初始化的方法
int a;
int *p=&a;
(2)賦值語句的方法
int a;
int *p;
p=&a;
不允許把一個數(shù)賦予指針變量,故下面的賦值是錯誤的: int *p;p=1000; 被賦值的指針變量前不能再加“*”說明符,如寫為*p=&a 也是錯誤的
指針變量的運算
指針變量可以進行某些運算,但其運算的種類是有限的。 它只能進行賦值運算和部分算術(shù)運算及關(guān)系運算。
1.指針運算符
(1)取地址運算符&
取地址運算符&是單目運算符,其結(jié)合性為自右至左,其功能是取變量的地址。在scanf函數(shù)及前面介紹指針變量賦值中,我們已經(jīng)了解并使用了&運算符。
(2)取內(nèi)容運算符*
取內(nèi)容運算符*是單目運算符,其結(jié)合性為自右至左,用來表示指針變量所指的變量。在*運算符之后跟的變量必須是指針變量。需要注意的是指針運算符*和指針變量說明中的指針說明符* 不是一回事。在指針變量說明中,“*”是類型說明符,表示其后的變量是指針類型。而表達式中出現(xiàn)的“*”則是一個運算符用以表示指針變量所指的變量。
main(){
int a=5,*p=&a;
printf ("%d",*p);
}
......
表示指針變量p取得了整型變量a的地址。本語句表示輸出變量a的值。
2.指針變量的運算
(1)賦值運算
指針變量的賦值運算有以下幾種形式:
①指針變量初始化賦值,前面已作介紹。
②把一個變量的地址賦予指向相同數(shù)據(jù)類型的指針變量。例如:
int a,*pa;
pa=&a; /*把整型變量a的地址賦予整型指針變量pa*/
③把一個指針變量的值賦予指向相同類型變量的另一個指針變量。如:
int a,*pa=&a,*pb;
pb=pa; /*把a的地址賦予指針變量pb*/
由于pa,pb均為指向整型變量的指針變量,因此可以相互賦值。
④把數(shù)組的首地址賦予指向數(shù)組的指針變量。
例如:
int a[5],*pa;
pa=a; (數(shù)組名表示數(shù)組的首地址,故可賦予指向數(shù)組的指針變量pa)
也可寫為:
pa=&a[0]; /*數(shù)組第一個元素的地址也是整個數(shù)組的首地址,
也可賦予pa*/
當然也可采取初始化賦值的方法:
int a[5],*pa=a;
⑤把字符串的首地址賦予指向字符類型的指針變量。例如: char *pc;pc="c language";或用初始化賦值的方法寫為: char *pc="C Language"; 這里應說明的是并不是把整個字符串裝入指針變量, 而是把存放該字符串的字符數(shù)組的首地址裝入指針變量。 在后面還將詳細介紹。
⑥把函數(shù)的入口地址賦予指向函數(shù)的指針變量。例如: int (*pf)();pf=f; /*f為函數(shù)名*/
(2)加減算術(shù)運算
對于指向數(shù)組的指針變量,可以加上或減去一個整數(shù)n。設(shè)pa是指向數(shù)組a的指針變量,則pa+n,pa-n,pa++,++pa,pa--,--pa 運算都是合法的。指針變量加或減一個整數(shù)n的意義是把指針指向的當前位置(指向某數(shù)組元素)向前或向后移動n個位置。應該注意,數(shù)組指針變量向前或向后移動一個位置和地址加1或減1 在概念上是不同的。因為數(shù)組可以有不同的類型, 各種類型的數(shù)組元素所占的字節(jié)長度是不同的。如指針變量加1,即向后移動1 個位置表示指針變量指向下一個數(shù)據(jù)元素的首地址。而不是在原地址基礎(chǔ)上加1。
例如:
int a[5],*pa;
pa=a; /*pa指向數(shù)組a,也是指向a[0]*/
pa=pa+2; /*pa指向a[2],即pa的值為&pa[2]*/ 指針變量的加減運算只能對數(shù)組指針變量進行, 對指向其它類型變量的指針變量作加減運算是毫無意義的。(3)兩個指針變量之間的運算只有指向同一數(shù)組的兩個指針變量之間才能進行運算, 否則運算毫無意義。
①兩指針變量相減
兩指針變量相減所得之差是兩個指針所指數(shù)組元素之間相差的元素個數(shù)。實際上是兩個指針值(地址) 相減之差再除以該數(shù)組元素的長度(字節(jié)數(shù))。例如pf1和pf2 是指向同一浮點數(shù)組的兩個指針變量,設(shè)pf1的值為2010H,pf2的值為2000H,而浮點數(shù)組每個元素占4個字節(jié),所以pf1-pf2的結(jié)果為(2000H-2010H)/4=4,表示pf1和 pf2之間相差4個元素。兩個指針變量不能進行加法運算。 例如, pf1+pf2是什么意思呢?毫無實際意義。
②兩指針變量進行關(guān)系運算
指向同一數(shù)組的兩指針變量進行關(guān)系運算可表示它們所指數(shù)組元素之間的關(guān)系。例如:
pf1==pf2表示pf1和pf2指向同一數(shù)組元素
pf1>pf2表示pf1處于高地址位置
pf1<pf2表示pf2處于低地址位置
main(){
int a=10,b=20,s,t,*pa,*pb;
pa=&a;
pb=&b;
s=*pa+*pb;
t=*pa**pb;
printf("a=%d/nb=%d/na+b=%d/na*b=%d/n",a,b,a+b,a*b);
printf("s=%d/nt=%d/n",s,t);
}
......
說明pa,pb為整型指針變量
給指針變量pa賦值,pa指向變量a。
給指針變量pb賦值,pb指向變量b。
本行的意義是求a+b之和,(*pa就是a,*pb就是b)。
本行是求a*b之積。
輸出結(jié)果。
輸出結(jié)果。
......
指針變量還可以與0比較。設(shè)p為指針變量,則p==0表明p是空指針,它不指向任何變量;p!=0表示p不是空指針。空指針是由對指針變量賦予0值而得到的。例如: #define NULL 0 int *p=NULL; 對指針變量賦0值和不賦值是不同的。指針變量未賦值時,可以是任意值,是不能使用的。否則將造成意外錯誤。而指針變量賦0值后,則可以使用,只是它不指向具體的變量而已。
main(){
int a,b,c,*pmax,*pmin;
printf("input three numbers:/n");
scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
if(a>b){
pmax=&a;
pmin=&b;
}
else{
pmax=&b;
pmin=&a;
}
if(c>*pmax) pmax=&c;
if(c<*pmin) pmin=&c;
printf("max=%d/nmin=%d/n",*pmax,*pmin);
}
......?
pmax,pmin為整型指針變量。
輸入提示。
輸入三個數(shù)字。
如果第一個數(shù)字大于第二個數(shù)字...
指針變量賦值
指針變量賦值
指針變量賦值
指針變量賦值
判斷并賦值
判斷并賦值
輸出結(jié)果
數(shù)組指針變量的說明和使用
指向數(shù)組的指針變量稱為數(shù)組指針變量。 在討論數(shù)組指針變量的說明和使用之前,我們先明確幾個關(guān)系。
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)組元素(下標變量) 組成的。每個數(shù)組元素按其類型不同占有幾個連續(xù)的內(nèi)存單元。 一個數(shù)組元素的首地址也是指它所占有的幾個內(nèi)存單元的首地址。 一個指針變量既可以指向一個數(shù)組,也可以指向一個數(shù)組元素, 可把數(shù)組名或第一個元素的地址賦予它。如要使指針變量指向第i號元素可以把i元素的首地址賦予它或把數(shù)組名加i賦予它。
設(shè)有實數(shù)組a,指向a的指針變量為pa,從圖6.3中我們可以看出有以下關(guān)系:
pa,a,&a[0]均指向同一單元,它們是數(shù)組a的首地址,也是0 號元素a[0]的首地址。pa+1,a+1,&a[1]均指向1號元素a[1]。類推可知a+i,a+i,&a[i]
指向i號元素a[i]。應該說明的是pa是變量,而a,&a[i]都是常量。在編程時應予以注意。
main(){
int a[5],i;
for(i=0;i<5;i++){
a[i]=i;
printf("a[%d]=%d/n",i,a[i]);
}
printf("/n");
}
主函數(shù)
定義一個整型數(shù)組和一個整型變量
循環(huán)語句
給數(shù)組賦值
打印每一個數(shù)組的值
......
輸出換行
......
數(shù)組指針變量說明的一般形式為:
類型說明符 * 指針變量名
其中類型說明符表示所指數(shù)組的類型。 從一般形式可以看出指向數(shù)組的指針變量和指向普通變量的指針變量的說明是相同的。
引入指針變量后,就可以用兩種方法來訪問數(shù)組元素了。
第一種方法為下標法,即用a[i]形式訪問數(shù)組元素。 在第四章中介紹數(shù)組時都是采用這種方法。
第二種方法為指針法,即采用*(pa+i)形式,用間接訪問的方法來訪問數(shù)組元素。
main(){
int a[5],i,*pa;
pa=a;
for(i=0;i<5;i++){
*pa=i;
pa++;
}
pa=a;
for(i=0;i<5;i++){
printf("a[%d]=%d/n",i,*pa);
pa++;
}
}
主函數(shù)
定義整型數(shù)組和指針
將指針pa指向數(shù)組a
循環(huán)
將變量i的值賦給由指針pa指向的a[]的數(shù)組單元
將指針pa指向a[]的下一個單元
......
指針pa重新取得數(shù)組a的首地址
循環(huán)
用數(shù)組方式輸出數(shù)組a中的所有元素
將指針pa指向a[]的下一個單元
......
......
下面,另舉一例,該例與上例本意相同,但是實現(xiàn)方式不同。
main(){
int a[5],i,*pa=a;
for(i=0;i<5;){
*pa=i;
printf("a[%d]=%d/n",i++,*pa++);
}
}
主函數(shù)
定義整型數(shù)組和指針,并使指針指向數(shù)組a
循環(huán)
將變量i的值賦給由指針pa指向的a[]的數(shù)組單元
用指針輸出數(shù)組a中的所有元素,同時指針pa指向a[]的下一個單元
......
......
數(shù)組名和數(shù)組指針變量作函數(shù)參數(shù)
在第五章中曾經(jīng)介紹過用數(shù)組名作函數(shù)的實參和形參的問題。在學習指針變量之后就更容易理解這個問題了。 數(shù)組名就是數(shù)組的首地址,實參向形參傳送數(shù)組名實際上就是傳送數(shù)組的地址, 形參得到該地址后也指向同一數(shù)組。 這就好象同一件物品有兩個彼此不同的名稱一樣。同樣,指針變量的值也是地址, 數(shù)組指針變量的值即為數(shù)組的首地址,當然也可作為函數(shù)的參數(shù)使用。
float aver(float *pa);
main(){
float sco[5],av,*sp;
int i;
sp=sco;
printf("/ninput 5 scores:/n");
for(i=0;i<5;i++) scanf("%f",&sco[i]);
av=aver(sp);
printf("average score is %5.2f",av);
}
float aver(float *pa)
{
int i;
float av,s=0;
for(i=0;i<5;i++) s=s+*pa++;
av=s/5;
return av;
}
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的C语言程序设计基础讲座之指针的慨念的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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