第五章 指针 5.1 指针的概念和定义 5.2 指针运算 5.3 指针和数组 5.4 字符串指针 5.5 指针数组 5.6 指向指针的指针

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1 第五章 指针 5.1 指针的概念和定义 5.2 指针运算 5.3 指针和数组 5.4 字符串指针 5.5 指针数组 5.6 指向指针的指针
5.7 应用举例

2 5.1指针的概念和定义 5.1.1 指针的概念： 如果我们将抽屉看作计算机的内存单元，那么，抽屉的编号就是内存单元的地址，存放地址的内存单元就对应程序中的变量，这类特殊的变量在C中称指针变量。可见，pointer是指针变量，2000是pointer指针变量的值

3 5.1指针的概念和定义 5.1.2 指针的定义及初始化： 指针：就是地址，一个变量的指针就是该变量的地址。
指针变量：专门存放地址的一类特殊的变量。 下面的语句定义了一个名为pointer的指针，且被初始化为0，该指针“指向”的目标类型为整型。 int *pointer = 0 ;

4 指针变量的常见类型 简单的指针变量分为： 名称 定义 指向具体变量 含义 整型指针变量 int i; long a; 存放整型变量的地址
int *p1＝0; long *p2＝0; int i; long a; p1=&i; ( p1指向i ) p2=&a; ( p2指向a ) 存放整型变量的地址 字符型指针变量 char *p3＝0; char ch; P3=&ch; ( p3指向ch ) 存放字符型变量的地址 实型指针变量 float *p4＝0; double *p5＝0; float x;double y; p4=&x;p5=&y; ( p4指向x, p5指向y ) 存放实型变量的地址 通用指针 void *p＝0; p=0; （初始化为空指针） 存放任何类型变量的地址

5 5.1指针的概念和定义 5.1.3 指针的赋值： 例：有如下变量定义语句： int i, j; int *i_pointer = 0;
指针的赋值就是让指针变量指向某个具体的内存单元。一般有2种方式给指针变量赋值： 1、使用地址运算符(＆)将变量的地址取出赋给指针变量，这样，就让指针变量指向了某一具体的变量。 例：有如下变量定义语句： int i, j; int *i_pointer = 0; 2000 以上语句经过编译后（编译后，每个变量名对应一个地址，在内存中不再出现变量名而只有地址） ，内存分配如左图所示： i_pointer = &i ; 执行以上变量赋值语句后， i_pointer 就指向了变量 i 代表的内存单元。

6 5.1指针的概念和定义 5.1.3 指针的赋值（续）： 例：有如下变量定义语句： int i = 123;
指针的赋值就是让指针变量指向某个具体的内存单元。一般有2种方式给指针变量赋值： 5.1.3 指针的赋值（续）： 2、将一个已有具体指向的指针变量赋值给另一个指针变量。 例：有如下变量定义语句： int i = 123; int *p1 = 0 , *p2 = 0; p1 = &i ; 执行以上变量赋值语句后， p1 就指向了变量 i 代表的内存单元。 p2 = p1 ; 执行以上变量赋值语句后， p1、p2 就指向了相同的内存单元。

7 5.1指针的概念和定义 5.1.3 指针的赋值（续）： ①直接访问：通过变量名或变量的地址访问。
有了指针的概念后，程序中对变量（内存）的访问就有两种方式： ①直接访问：通过变量名或变量的地址访问。 例：printf(“%d”,i); scanf(“%d”,&i); ②间接访问：通过指针变量（i_pointer）中存放的值，找到最终要访问的变量。 例： scanf(“%d”, i_pointer); 在现有的微机系统中指针变量一般占4个字节。 指针变量在使用前必须指向某个具体的内存单元，没有具体指向的指针变量叫悬空指针，使用是非法的。 定义指针并将其初始化为0是一个值得提倡的好习惯。

8 5.2 指针运算 关于指针的两个运算符 含义：取变量x的地址。 *p: ( p 只能是指针变量 ） 含义：p所指向的变量。
取地址运算符：& 指向运算符： * &x: ( x 可以是任何类型的变量 ） 含义：取变量x的地址。 *p: ( p 只能是指针变量 ） 含义：p所指向的变量。 应当注意的是，在变量说明语句中的“*”号意味着“指向……的指针”，而在表达式语句中的“*”号是表示“间接”存取变量的值。 例： int x = 1, y = 2, z[10]; int *ip = 0; ip = &x; //ip is now points to x y = *ip; // y = x; *ip = 0; // x = 0; ip = &z[0]; // ip is now points to z[0]

9 5.2 指针运算（续） 关于指针运算的注意事项 例：int i = 0 , a[3] = {0}; －&i ,&a[0]合法。
地址运算符＆可用于取变量或数组元素的地址，但＆不能用于非左值表达式 和常数，因为它们没有地址的概念。 例：int i = 0 , a[3] = {0}; －&i ,&a[0]合法。 －&a非法（因为数组名a本身就代表数组的首地址，是一个常数）。 －＆(i + 5)非法(因为i + 5不是一个左值表达式，它不能代表存储域)。 －&i = 123也是非法的赋值表达式，因为&i表示的是一个常数(i的地址)。

10 5.2 指针运算（续） 关于指针使用的示例 *&i和i等价； (*p)++和i++等价； *p++等价于*(p++); 原则：先定义后使用。
例5.1 原则：先定义后使用。 关于指针使用的示例 //* 程 序 名：5_1.cpp //* 主要功能：通过指针间接访问内存单元 //*************************************** int main() { …… int i = 0; int *p = 0; p = &i; …… } 说明： 如果已执行了程序第12行的语句：“p=&i;”，则&*p和&i等价； *&i和i等价； (*p)++和i++等价； *p++等价于*(p++);

11 5.2 指针运算（续） 关于指针使用的示例 原则：先定义后使用。 //* 程 序 名：5_2.cpp
例5.2 原则：先定义后使用。 关于指针使用的示例 //* 程 序 名：5_2.cpp //* 主要功能：测试交换两个指针变量的指向//*************************************** int main() { …… p_max = &C_score; p_min = &math_score; if(math_score > C_score） { 16 p = p_max, p_max = p_min, p_min = p; } ……

12 5.3 指针和数组 5.3.1 指针与一维数组 &a[0] + 偏移量 &a[1] 数组的首地址也就是数组中第1个元素的地址；
例5.3 指针与一维数组 数组的首地址也就是数组中第1个元素的地址； 在内存中数组a的元素的地址是连续递增的； 通过数组a的首地址，加上偏移量就可以依次得到其它元素的地址； &a[0] + 偏移量 &a[1] 这里的偏移量就是一个数组元素所占的字节数。编译程序会根据数组元素的类型，自动确定出不同的偏移量

13 5.3 指针和数组 5.3.1 指针与一维数组（续） 有了数组的地址，我们现在有另外一种引用一维数组元素的方法—— 地址引用法。 例5.4
指针与一维数组（续） 有了数组的地址，我们现在有另外一种引用一维数组元素的方法—— 地址引用法。 图5-3-2 数组地址和元素的关系 score[ 0] *score score[ 1] *(score +1） score[ 2] *(score +2） score +2 内存数据区 地址 score score +1 元素 90 80 70 … 例5.4

14 5.3 指针和数组 指向一维数组元素的指针： 例：int score[3] = {0} , *p = score;
例5.5 指向一维数组元素的指针： 例：int score[3] = {0} , *p = score; 以上定义还可以写成: 例：int score[3] = {0} , *p = &score[0]; 由于p是一个指针变量，因此可以修改它，使之指向其他地方。与数组名（score）不同，p不必被固定为指向数组score的第一个元素。在需要时，可以修改它，使之指向score数组的其他元素。 例：int score[3] = {0} , *p = &score[1];

15 5.3 指针和数组 指向一维数组元素的指针（续）： int a[10]; int* p; p=a;或 p=&a[0]; …… a[i]=0;
数组元素的下标访问方式 int a[10]; int* p; p=a;或 p=&a[0]; …… a[i]=0; for(int k=3;k<10;k++) scanf(“%d”,a+k); 数组名作地址值的直接地址访问 *(a+i)=0; p[i]=0; *(p+i)=0; scanf(“%d”,p+k); 将指针变量看作数组名以后的下标变量方式 指针加偏移量的访问方式

16 5.3 指针和数组 指向一维数组元素的指针（续）：
可以对指向数组元素的指针变量进行自增（或自减）运算，表示指针向后（向前）移动一个数组元素。例如，假设p的当前指向为a[k],则p++指向a[k+1]. *p++ 和*( p++) 等价于 *p, p++ (先引用p当前指向的元素a[k] ，再使p指向下一个元素a[k+1] ） *(++ p)等价于 p++， *p (先使p指向a[k+1] ,再引用p指向的元素a[k+1] ） (*p)++表示p当前指向的元素的值加1，即a[k]++ 例5.6

17 5.3 指针和数组 指向同一数组的两个指针之间可以进行的运算： 应该避免如下几种错误 ：
(1)比较运算，即比较它们所存储的地址，可以反映出它们在数组中的前后顺序。 (2)数值加减运算，加上某个整型量表示指针向后移动相应个数组元素。同样地，减去某个整型量表示指针向前移动相应个数组元素。这种运算用的最多的是自增和自减运算。 (3)指针的减法运算的结果为它们之间的数组元素的个数。 应该避免如下几种错误 ： (1)对不指向数组的指针进行算术运算。 (2)把不指向同—数组的两个指针相减或比较。 (3)指针算术运算的结果超出了数组的范围。 例5.7

18 考虑：1.能否用scanf(“%c”,str++)代替 scanf(“%c”,p++)？
例: char str[10]; char* p; p=str; for(int k=0;k<10;k++) scanf(“%c”,p++); × scanf(“%c”,str++); p str[0] str[9] p++ 考虑：1.能否用scanf(“%c”,str++)代替 scanf(“%c”,p++)？ 不行！！ 2.循环结束后p指向哪儿?

19 5.3 指针和数组 5.3.2 指针与结构数组： StudentInfo stu; StudentInfo *pStuInfo = 0;
struct StudentInfo { char no[20]; int sexy; double height; Date birthday; }; 5.3.2 指针与结构数组： 让pStuInfo指向结构变量stu： pStuInfo = &stu; 声明一个该结构类型的变量： 例5.8 图5-3-6 指向结构的指针 … &stu.sexy 内存数据区 地址 结构成员 pStuInfo stu.no[0] stu.sexy &stu stu.no &stu.height &stu.birthday stu.birthday.year StudentInfo stu; 声明一个指向 StudentInfo结构的指针： StudentInfo *pStuInfo = 0; 三种方式引用结构变量stu的成员： stu.no = " "; (*pStuInfo).no = " "; pStuInfo -> no = " ";

20 5.4 字符串指针 5.4.1 用字符数组存放字符串数据： char name[] = "王芳"; char name[20] =＂＂;
无论哪种方式，编译器都自动在该字符串的末尾加上—个空字符。请记住，字符串必须以空字符结尾。操纵字符串时均需通过查找空字符来确定字符串的尾部。如果遗漏了空字符，程序会认为该字符串一直延续到内存中的下一个空字符。 用字符数组存放字符串数据： 在C中，没有为字符串数据提供专门变量来存放，而是用字符数组来处理字符串，字符数组就是用来存放和操作字符串数据的。常用的将字符串数据存放进字符数组的方式有两种： (1)定义字符数组时用字符串常量初始化： char name[] = "王芳"; (2)从键盘输入一个字符串给字符数组： char name[20] =＂＂; cin >> name; //输入wangfang则该字符串进入name数组

21 5.4 字符串指针 字符串指的是在程序中经常要处理的一类数据。我们先了解C中提供的字符串的处理的几种基本技术 。 5.4.2 通过字符数组操作字符串： 字符串放入字符数组存放后，就可以通过操作字符数组来操作字符串了。 例5.9

22 5.4 字符串指针 5.4.3 使用指向字符数组的指针操作字符串：
字符串指的是在程序中经常要处理的一类数据。我们先了解C中提供的字符串的处理的几种基本技术 。 5.4.3 使用指向字符数组的指针操作字符串： 字符串是由字符数组的名称和字符'\0'定义的。字符数组的名称是一个char指针常量，它指向字符串的开头，而字符'\0'标记了字符串的末尾。由于标记了字符串的末尾，因此要操作某个字符串，可以指定一个指向该字符串开头的指针变量，通过操作该指针变量就可访问字符串中的每一个字符。 例5.10

23 5.4 字符串指针 5.4.4 指向字符串常量的指针： char *pStr = "Hello,World”;
当编译这条语句时，字符串“Hello,World”（包括一个结尾的空字符）将被存储在内存的某个地方，而指针pStr将被初始化为指向该字符串存放的内存的第一个单元。不用关心该字符串被存储在内存的什么地方，这是由编译器自动处理的。—旦被定义，pStr便是一个指向存储该字符串的内存空间的开头的指针。

24 5.4 字符串指针 字符串指的是在程序中经常要处理的一类数据。我们先了解C中提供的字符串的处理的几种基本技术 。 例5.11 5.4.4 指向字符串常量的指针（续）： #include <stdio.h> /*程序5-11. cpp */ void main( ) { char *p = "abcdefg"; for(; *p != '\0'; p++) if(*p >='a' && *p <='z') printf("%c", *p-32); else printf("%c", *p); } putchar('\n'); if(*p >='a' && *p <= 'z') *p = *p - 32; printf("%c", *p);

25 5.5 指针数组 5.5.1 指针数组的概念： 指针数组也是数组； 其数组元素中存放的是内存单元的地址 。即：数组中的元素为指针；
而这些指针必须指向同一种数据类型； 指针数组的数据类型是其所有元素（指针）所指向的变量的数据类型。 实际上，指针数组存在的目的就是用来处理多个有关系的字符串数据。

26 5.5 指针数组 5.5.2 指针数组的定义及初始化： 定义三个存放字符串数据的字符数组： char str1[ ] = "China";
例5.12 5.5.2 指针数组的定义及初始化： 定义三个存放字符串数据的字符数组： char str1[ ] = "China"; char str2[ ] = "America"; char str3[ ] = "German"; 定义指针数组并初始化指向上面三个字符串数据： char *pStr[3] = { str1, str2, str3 }; 图5-5-1 指针数组 str1 str2 str3 pStr[0] pStr [1] pStr [2] 指针数组pStr 元素 C h i n a \0 A m e r c G 元素值

27 5.6 指向指针的指针 由于指针变量本身是—个变量，它被存储在计算机内存特定某处。因此可以创建指向指针的指针变量—— 双重指针变量，其值为一个指针变量的内存存放地址 int a = 123; int *p_a = &a; // p_a 现在指向了变量 a int **p = &p_a; // p 指向了变量 p_a 图5-6-1 双重指针 &p_a &a ... 123 ××× &p 声明和使用指向指针的指针被称为多重间接。图5-6-1说明了变量、指针和指向指针的指针之间的关系。对于多重间接的层数没有任何限制。但通常多于两层时无疑是自找麻烦

28 5.6 指向指针的指针 由于指针变量本身是—个变量，它被存储在计算机内存特定某处。因此可以创建指向指针的指针变量—— 双重指针变量，其值为一个指针变量的内存存放地址 二维数组和双重指针： 二维数组与一维数组一样，二维数组名也是一个首地址，指向该二维数组对应的内存空间的开始，即：指向二维数组的第一个元素。二维数组可以看做一个特殊的一维数组。其特殊性在于：该一维数组的每一个元素又是一个一维数组名（指向另外的一维数组）。实际上，这个特殊的一维数组就是一个指针数组。所以，二维数组名可以看作是一个双重指针。

29 5.6 指向指针的指针 二维数组和双重指针（续） ：
由于指针变量本身是—个变量，它被存储在计算机内存特定某处。因此可以创建指向指针的指针变量—— 双重指针变量，其值为一个指针变量的内存存放地址 例5.13 二维数组和双重指针（续） ： char name[3][20] = {"China", "America", "German"}; 上面语句定义了名为name的数组，它包含3个一维数组，name[0],name[1],name[2]，每个一维数组又是存放字符串的字符数组。

30 5.6 指向指针的指针 二维数组和双重指针（续） ： 数组名：name
例5.13 数组名：name 元素： name[0], name[1], name[2]（每一个元素都是指向一个字符串的指针） name是一个地址，指向这个含3个元素的指针数组的第一个元素name[0]。 name[0]本身是一个指针，指向字符串”China” 所以，name是一个指向指针的指针，即：双重指针。既然name, name[0],&name[0],&name[0][0]都指向同一个内存单元，当然他们的值是一样的。只不过意义不一样。

31 5.8 本章小结 指针变量存储的是另一个变量的地址。给指针赋值变量就是将一个内存地址装入指针变量。如果这个内存地址是某变量的地址，则该指针就指向了该变量。 指针变量的类型是指针所指向的变量的类型。 在定义一个指针变量时，将其初始化为空(NULL)是一个好习惯。 对指针赋值是将它所指向的变量的地址赋给指针变量。这时要用到取地址运算符&。&a表示取变量a的地址。 在赋值语句中可使用间接访问运算符*

32 5.8 本章小结（续） 数组名可视为常量指针，将数组名赋给指针变量，则该指针就指向了该数组的首地址(即数组中的第一个元素所在地址)。
数组中的元素为指针的数组叫指针数组。这时数组中的元素不是普通的数值，而是内存中的地址。 字符数组就是字符串。字符数组只有在定义时才允许整体赋值。C库函数中有字符判断函数和字符串相关函数，在编程时可以选用。 如果对指针使用地址运算符，将得到指针的地址。指针也是—个变量，存储的是它指向的变量的地址。存放指针变量地址的变量叫双重指针。

33 本章作业 5.3题 5.4题 5.5题