《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》電子教學(xué)課件第7章教學(xué)課件

1、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) - C語(yǔ)言第7章 指針第1頁(yè)，共38頁(yè)。項(xiàng)目引導(dǎo)高校學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)項(xiàng)目中，學(xué)生的成績(jī)信息可以通過數(shù)組來存儲(chǔ)。也同時(shí)通過把數(shù)組定義成全局變量，實(shí)現(xiàn)了共享。方便我們通過模塊化程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)目中各個(gè)子功能的實(shí)現(xiàn)。但是數(shù)組存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，要求創(chuàng)建時(shí)就要制定數(shù)組的大小。當(dāng)數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)少于數(shù)組長(zhǎng)度時(shí)，就造成了內(nèi)存空間的浪費(fèi)；若數(shù)據(jù)量大于數(shù)組長(zhǎng)度時(shí)，多的數(shù)據(jù)也無(wú)法存儲(chǔ)。而且訪問數(shù)組的大量數(shù)據(jù)，速度低于通過內(nèi)存地址訪問速度。使用指針來處理數(shù)據(jù)呢，可以提高程序的編譯效率和執(zhí)行速度。通過指針可使用主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)之間共享變量或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，便于實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通訊。同時(shí)指針可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的存儲(chǔ)分配，而且便于表示

2、各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，編寫高質(zhì)量的程序。這章將詳細(xì)介紹指針的使用，通過指針來完成項(xiàng)目程序設(shè)計(jì)。第2頁(yè)，共38頁(yè)。第7章 指針 本章重點(diǎn) 本章難點(diǎn)掌握指針變量的定義和使用方法能合理利用指針變量編制功能函數(shù)，解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題理解指針變量與一維數(shù)組的關(guān)系，能熟練運(yùn)用指向一維數(shù)組的指針變量操縱數(shù)組元素能正確利用字符串指針處理字符串的相關(guān)問題 指向二維數(shù)組指針的使用，以及使用指針解決實(shí)際問題第3頁(yè)，共38頁(yè)。 本章主要介紹C語(yǔ)言指針的概念，指針變量的定義、初始化和使用，重點(diǎn)講解指向一維數(shù)組的指針變量和指向字符串的指針變量的用法，為后續(xù)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)體與共用體的知識(shí)奠定基礎(chǔ)。第7章 指針7.1 指針的概念7.2 指向

3、變量的指針變量7.3 指向一維數(shù)組的指針變量7.4 指向字符串的指針變量7.5 高校學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)-用指針實(shí)現(xiàn)模塊設(shè)計(jì)第4頁(yè)，共38頁(yè)。7.1 指針的概念7.1.1 變量存儲(chǔ)的相關(guān)概念1內(nèi)存地址 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的內(nèi)存儲(chǔ)器中擁有大量的存儲(chǔ)單元，一般把存儲(chǔ)器中的一個(gè)字節(jié)稱為一個(gè)內(nèi)存單元，不同的數(shù)據(jù)類型的變量所占用的內(nèi)存單元數(shù)不等，在第2章中已有詳細(xì)的介紹。為了正確地訪問這些內(nèi)存單元，必須為每個(gè)內(nèi)存單元編上號(hào)。根據(jù)內(nèi)存單元的編號(hào)即可準(zhǔn)確地找到該內(nèi)存單元。內(nèi)存單元的編號(hào)也叫做“內(nèi)存地址”。 提醒：內(nèi)存單元的地址與內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)是兩個(gè)完全不同的概念。如同宿舍房間號(hào)（地址）與住在其中的人（數(shù)據(jù)）一樣，

4、是完全不同的兩回事。第5頁(yè)，共38頁(yè)。7.1 指針的概念7.1.1 變量存儲(chǔ)的相關(guān)概念2變量名、變量地址和變量值（1）“變量名”是給內(nèi)存空間取的一個(gè)容易記憶的名稱，如同上網(wǎng)時(shí)的網(wǎng)址域名一樣，可方便用戶使用（實(shí)際上起作用的是IP地址）；（2）“變量地址”是系統(tǒng)分配給變量的內(nèi)存單元的起始地址；（3）“變量值”是變量的地址所對(duì)應(yīng)的內(nèi)存單元中所存放的數(shù)值或內(nèi)容。第6頁(yè)，共38頁(yè)。7.1 指針的概念7.1.2 變量的訪問方式系統(tǒng)對(duì)變量的訪問形式可分為直接訪問和間接訪問。1直接訪問 要訪問變量必須通過地址找到該變量的存儲(chǔ)單元。由于通過地址可以找到變量單元，因此可以說一個(gè)地址“指向”一個(gè)變量存儲(chǔ)單元。例如，

5、地址2000指向變量a，2002指向變量b等。這種通過變量名或地址訪問一個(gè)變量的方式稱為“直接訪問”。用變量名對(duì)變量的訪問也屬于“直接訪問”，因?yàn)樵诰幾g后，變量名和變量地址之間建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)變量名的訪問，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成利用地址對(duì)變量的訪問。提醒：第7頁(yè)，共38頁(yè)。7.1 指針的概念7.1.2 變量的訪問方式2間接訪問 “間接訪問”方式就是把一個(gè)變量的地址放在另一個(gè)變量中，利用這個(gè)“特殊”的變量進(jìn)行訪問。如圖7-2所示，“特殊”變量p存放的內(nèi)容是變量d的地址，利用變量p來訪問變量d的方法稱為“間接訪問”。 存放地址的變量是一種特殊的變量，它只能用來存放地址，而不能用來存放其他類型（如整型、

6、實(shí)型、字符型）的數(shù)據(jù)，需要專門加以定義。提醒：第8頁(yè)，共38頁(yè)。7.1 指針的概念7.1.2 變量的訪問方式系統(tǒng)對(duì)變量的訪問形式可分為直接訪問和間接訪問。3兩種訪問方式的比較 為了讓讀者容易理解兩種訪問方式的實(shí)質(zhì)和其不同，不妨再打個(gè)比喻。假設(shè)為了開一個(gè)A抽屜，有兩種辦法：一種是將A鑰匙帶在身上，需要時(shí)直接找出該A鑰匙打開抽屜，取出所需的東西，這相當(dāng)于直接訪問；另一種辦法是為安全起見，將該A鑰匙放到另一抽屜B中鎖起來，如果需要打開A抽屜，就需要先找出B鑰匙，打開B抽屜取出A鑰匙，再打開A抽屜，取出A抽屜中之物，這就是“間接訪問”。 地址就是指針，變量的指針就是變量的地址，而存放變量地址的變量是指

7、針變量。提醒：第9頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量7.2.1 指針變量的定義及初始化1指針變量的定義C語(yǔ)言規(guī)定所有變量在使用前必須定義，系統(tǒng)按數(shù)據(jù)類型分配內(nèi)存單元。格式：基類型 *指針變量名其中，“基類型”是該指針變量所指向的變量的類型，也就是指針變量所存儲(chǔ)變量地址的那個(gè)變量的類型。例如，以下分別定義了基類型為整型、實(shí)型和字符型的指針變量p、point1、point2。int *p;float *point1;char *point2; 提醒：定義變量時(shí)，指針變量前的“*”是一個(gè)標(biāo)志，表示該變量的類型為指針型變量。第10頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量7.2.1 指針變量的定義

8、及初始化2指針變量的初始化 那么如何使一個(gè)指針變量指向一個(gè)普通類型的變量呢？只要將需要指向的變量的地址賦給相應(yīng)的指針變量即可。 例如，下面語(yǔ)句就實(shí)現(xiàn)了指針變量p指向變量I（如圖7-3所示）。int *p; int I=3;p=&I; 當(dāng)然，指針變量也可將定義說明與初始化賦值合二為一，則上面情況也可用下面的方法實(shí)現(xiàn)。int I=3;int *p =&I;第11頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量提醒：空指針NULL是一個(gè)特殊的值，將空指針賦值給一個(gè)指針變量以后，說明該指針變量的值不再是不定值，而是一個(gè)有效值，只是不指向任何變量。重點(diǎn)：指針變量只能接收地址，例如，下面的賦值方法是錯(cuò)誤的。int

9、 *p,a=100;p=a;第12頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量7.2.2 指針變量的引用1指針運(yùn)算符（1）取地址運(yùn)算符&。該運(yùn)算符是單目運(yùn)算符，其結(jié)合性為自右至左，其功能是取變量的地址。（2）取內(nèi)容運(yùn)算符*。也叫間接引用運(yùn)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(yùn)算符后跟的變量必須是指針變量。 例如：int y=5; int *yptr;yptr=&y; printf(%d,*yptr);圖7-4和圖7-5分別描述了變量的存儲(chǔ)情況和指針的指向情況。第13頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量7.2.2 指針變量的引用2指針變量的算術(shù)操作 允許用于指針的算術(shù)操作只

10、有加法和減法。假如有定義： int n,*p; 表達(dá)式p+n（n0）指向的是p所指的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元之后的第n個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，而不是簡(jiǎn)單地在指針變量p的值上直接加個(gè)數(shù)值n。其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的大小與數(shù)據(jù)類型有關(guān)。第14頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量7.2.2 指針變量的引用3指針值的比較 使用關(guān)系運(yùn)算符、=、=和!=，可以比較 指針值的大小。 如果p和q是指向相同的類型的指針變量，并且p和q指向同一段連續(xù)的存儲(chǔ)空間（如p和q都指向同一個(gè)數(shù)組的元素），p的地址值小于q的值，則表達(dá)式pq的結(jié)果為1，否則表達(dá)式p第15頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量【例7-1】通過指針變量訪問整型變量。

11、程序如下：main() int i=90,j=9; int *pi,*pj; /*指針變量定義*/ pi=&i; /*使指針變量pi指向i*/ pj=&j; /*使指針變量pj指向j*/ printf(%d,%dn,i,j); /*直接訪問變量i,j*/ printf(%d,%d,*pi,*pj); /*間接訪問變量i,j*/運(yùn)行結(jié)果：90,990,9第16頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量【例7-2】演示指針運(yùn)算符的用法。程序如下：main() int a=7; /*a是一個(gè)整數(shù)，被賦值為7*/ int *aptr; /*變量aptr是一個(gè)指向整數(shù)的指針*/ aptr=&a; /*把a(bǔ)

12、的地址賦給指針變量aptr*/ printf(The address of a is %pn,&a); /*%p是十六進(jìn)制的輸出格式*/ printf(The value of aptr is %pnn ,aptr); printf(The value of a is %dn,a); printf(The value of *aptr is %dnn ,*aptr); printf(&*aptr=%pn,&*aptr); /*輸出aptr所指向?qū)ο螅碼）的地址*/ printf(*&aptr=%pn,*&aptr); /*輸出aptr的地址的指向內(nèi)容（即aptr的值）*/The addres

13、s of a is FFDAThe value of aptr is FFDAThe value of a is 7The value of *aptr is 7&*aptr=FFDA*&aptr=FFDA運(yùn)行結(jié)果：第17頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量【例7-3】輸入a和b兩個(gè)整數(shù)，按先大后小的順序輸出兩個(gè)數(shù)。程序如下：main() int *p1,*p2,*p,a,b; scanf(%d,%d,&a,&b); p1=&a;p2=&b; /*為指針變量賦值*/ if(a第18頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量7.2.3 指針變量作函數(shù)參數(shù) 函數(shù)的參數(shù)不僅可以是整型、實(shí)型和字符型

14、，還可以是指針類型。當(dāng)是指針類型時(shí)，它的作用是將一個(gè)變量的地址傳送到另一個(gè)函數(shù)中。例7-4】試圖交換變量值的程序。void swap(int a,int b) int temp; temp=a; a=b; b=temp; printf(in the function swap: a=%d b=%dn,a,b);main() int i,j; i=421; j=53; printf(nbefore calling:i=%d j=%dn,i,j); swap(i,j); printf(after calling:i=%d j=%dn,i,j);第19頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量運(yùn)行結(jié)果

15、：before calling:i=421 j=53in the function swap: a=53 b=421after calling:i=421 j=53程序分析： 此例中，i和j的值正確傳入了函數(shù)swap中，a和b是函數(shù)swap的兩個(gè)形參。a和b的值是由i和j復(fù)制得到的，是i和j的一個(gè)副本。第20頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量【例7-5】使用指針參數(shù)將改變帶回到調(diào)用函數(shù)。void swap(int *a,int *b) int temp; temp=*a; *a=*b; *b=temp; printf(in the function swap: *a=%d *b=%dn,

16、*a,*b);main() int i,j; i=421; j=53; printf(nbefore calling:i=%d j=%dn,i,j); swap(&i,&j); printf(after calling:i=%d j=%dn,i,j);第21頁(yè)，共38頁(yè)。7.2 指向變量的指針變量運(yùn)行結(jié)果：before calling:i=421 j=53in the function swap: *a=53 *b=421after calling:i=53 j=421程序分析： 該例使用指針作為參數(shù)，函數(shù)改變參數(shù)的值后，能將改變帶回到調(diào)用函數(shù)。函數(shù)swap的參數(shù)是兩個(gè)指向整型變量的指針變量，

17、所以主函數(shù)在調(diào)用時(shí)必須使用&i、&j來傳遞參數(shù)。 在調(diào)用函數(shù)時(shí)千萬(wàn)注意參數(shù)的類型，如果是指針，務(wù)必要傳地址，否則后果不可預(yù)料。提醒：第22頁(yè)，共38頁(yè)。7.3 指向一維數(shù)組的指針變量7.3.1 一維數(shù)組指針的概念 所謂數(shù)組的指針，是指數(shù)組的起始地址，事實(shí)上也就是數(shù)組名。一個(gè)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。重點(diǎn)：（1）數(shù)組的指針數(shù)組在內(nèi)存中的起始地址，即數(shù)組名。（2）數(shù)組元素的指針數(shù)組元素在內(nèi)存中的起始地址。重點(diǎn)：第23頁(yè)，共38頁(yè)。7.3 指向一維數(shù)組的指針變量7.3.2 一維數(shù)組的指針表示方法如果有一個(gè)數(shù)組a，其定義如下： int a5=1,3,5,7,

18、9; 數(shù)組a的元素在內(nèi)存中的分配如圖7-14所示。由圖7-14可以看出，元素a0的地址是a的值（即1010），元素a1的地址是a+1。同理，a+i是元素ai的地址。第24頁(yè)，共38頁(yè)。7.3 指向一維數(shù)組的指針變量7.3.2 一維數(shù)組的指針表示方法定義一個(gè)指向數(shù)組元素的指針變量的方法，與以前介紹的指針變量定義方法相同。例如： int a20; int *p; /*定義p為指向整型變量的指針變量*/ p=&a0; 由于數(shù)組元素a0的首地址與數(shù)組的首地址a相同，因此，賦值語(yǔ)句p=&a0等效于賦值語(yǔ)句p=a。另外，在定義指針變量時(shí)，可以賦初值，如： int *p=&a0; 等價(jià)于： int *p;

19、p=&a0; 指針變量定義時(shí)的基類型，要與所指向的數(shù)組的類型一致提醒：第25頁(yè)，共38頁(yè)。7.3 指向一維數(shù)組的指針變量7.3.3 一維數(shù)組元素的引用方法為了引用一個(gè)數(shù)組元素，可以用兩種不同的方法：（1）下標(biāo)法：即指出數(shù)組名和下標(biāo)值，系統(tǒng)會(huì)找到該元素，如a3；（2）指針法：也叫地址法，就是通過給出的數(shù)組元素地址訪問某一元素，例如，通過地址a+3可以找到數(shù)組元素a3，而*(a+3)的值就是元素a3的值。第26頁(yè)，共38頁(yè)。7.3 指向一維數(shù)組的指針變量7.3.3 一維數(shù)組元素的引用方法（1）下標(biāo)法：用ai的形式訪問數(shù)組元素?！纠?-8】用下標(biāo)法輸出數(shù)組中的全部元素。main() int a5,i

20、; for(i=0;i5;i+) ai=i; for(i=0;i第27頁(yè)，共38頁(yè)。7.3 指向一維數(shù)組的指針變量7.3.3 一維數(shù)組元素的引用方法（2）地址法：采用*(a+i)或*(p+i)的形式，用間接訪問的方法來訪問數(shù)組元素，其中a是數(shù)組名，p是指向數(shù)組a的指針變量?！纠?-9】用指針法輸出數(shù)組中的全部元素。main() int a5,i; for(i=0;i5;i+) *(a+i)=i; for(i=0;i第28頁(yè)，共38頁(yè)。7.3 指向一維數(shù)組的指針變量7.3.4 通過指針引用數(shù)組元素 C語(yǔ)言規(guī)定：如果p為指向某一數(shù)組的指針變量，則p+1指向同一數(shù)組中的下一個(gè)元素。如果有如下語(yǔ)句：

21、int array10,*pointer=array;則：（1）pointer+i和array+i都是數(shù)組元素arrayi的地址，如圖7-15所示。（2）*(pointer+i)和*(array+i)就是數(shù)組元素arrayi。（3）指向數(shù)組的指針變量被賦值為數(shù)組名后也可按下標(biāo)法來使用。例如，arrayi等價(jià)于*(pointer+i)。第29頁(yè)，共38頁(yè)。7.3 指向一維數(shù)組的指針變量提醒：數(shù)組名是指針常量，始終是指向數(shù)組的首地址；而指針是一個(gè)變量，可以實(shí)現(xiàn)本身值的改變。如有數(shù)組a和指針變量p，則以下語(yǔ)句是合法的。p=a; p+;p+=3; 而“a+;”“a=p;”都是錯(cuò)誤的。重點(diǎn)：在使用中應(yīng)注

22、意*(p+)與*(+p)的區(qū)別。若p的初值為a，則*(p+)的值等價(jià)于a0，*(+p)等價(jià)于a1，而(*p)+表示p所指向的元素值加1。如果p當(dāng)前指向a數(shù)組中的第i個(gè)元素，則有：“*(p-);”等價(jià)于“ai-;”；“*(+p);”等價(jià)于“a+i;”；“*(-p);”等價(jià)于“a-i;”。第30頁(yè)，共38頁(yè)。7.3 指向一維數(shù)組的指針變量【例7-10】分析程序的運(yùn)行結(jié)果。main() int a5=1,3,5,7,9,I,*p; for(I=0;I5;I+) printf(%d,aI); printf(n); for(I=0;I5;I+) printf(%d,*(a+I); printf(n); for(p=a;p第32頁(yè)，共38頁(yè)。7.4 指向字符串的指針變量2字符指針【例7-12】字符指針的應(yīng)用。程序如下：main() char *s=I Like C; printf(%s,s);運(yùn)行結(jié)果I Like C 此處的語(yǔ)句“char *s=I Like C;”僅是一種C語(yǔ)言表示形式，其真正的含義相當(dāng)于： char a=I Like C,*s; s=a; 其中，數(shù)組a是由C語(yǔ)言環(huán)境隱含給出的。提醒第33頁(yè)，