《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課件2第7章

第7章指針7.1地址、指針和指針變量的概念7.2指針變量的定義、引用和初始化7.3指針的運(yùn)算7.4用指針訪問(wèn)一維數(shù)組7.5*用指針訪問(wèn)二維數(shù)組7.6用指針處理字符串7.7指針數(shù)組與二級(jí)指針7.8程序舉例習(xí)題7

本章學(xué)習(xí)要求：

1.理解指針、指針變量的概念，掌握指針變量的定義與初始化，掌握指針的加減運(yùn)算和賦值運(yùn)算，了解指針的關(guān)系運(yùn)算。

2.掌握指針訪問(wèn)一維數(shù)組和二維數(shù)組，掌握指針處理字符串。

3.了解數(shù)組指針、指針數(shù)組和指向指針的指針。

指針是C語(yǔ)言中的一個(gè)重要概念，也是C語(yǔ)言的一個(gè)重要特色。指針在C語(yǔ)言中應(yīng)用極為廣泛，利用指針可以直接而快速地處理內(nèi)存中各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，特別是數(shù)組、字符串、內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配等，它為函數(shù)間各類(lèi)數(shù)據(jù)的傳遞提供了簡(jiǎn)捷便利的方法。指針使C程序簡(jiǎn)潔、緊湊、高效。每一個(gè)學(xué)習(xí)和使用C語(yǔ)言的人，都應(yīng)當(dāng)深入地學(xué)習(xí)和掌握指針?？梢哉f(shuō)，不掌握指針就是沒(méi)有掌握C語(yǔ)言的精華。

指針的概念比較復(fù)雜，但使用也較靈活，而使用上的靈活性容易導(dǎo)致指針濫用而使程序失控。因此，必須全面正確地掌握指針的概念和使用特點(diǎn)。

7.1.1內(nèi)存地址

內(nèi)存地址就是內(nèi)存中存儲(chǔ)單元的編號(hào)。

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)器中的若干個(gè)字節(jié)稱(chēng)為一個(gè)存儲(chǔ)單元。為了方便管理，必須為每一個(gè)存儲(chǔ)單元編號(hào)，這個(gè)編號(hào)就是存儲(chǔ)單元的地址。每個(gè)內(nèi)存單元都有一個(gè)惟一的地址，根據(jù)一個(gè)內(nèi)存單元的地址即可準(zhǔn)確地找到該內(nèi)存單元。7.1地址、指針和指針變量的概念計(jì)算機(jī)中所有的數(shù)據(jù)都是存放在內(nèi)存單元中的，不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型所占用的存儲(chǔ)單元大小不等，例如，整型量通常占2個(gè)字節(jié)，字符量占1個(gè)字節(jié)等。要注意，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。7.1.2變量地址

如果在程序中定義了一個(gè)變量，在編譯時(shí)就給這個(gè)變量分配內(nèi)存單元。也就是說(shuō)，變量實(shí)質(zhì)上代表了“內(nèi)存中某段存儲(chǔ)空間”，不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的變量在內(nèi)存中占據(jù)空間的字節(jié)數(shù)是不一樣的，而每個(gè)變量的地址是指該變量所占用內(nèi)存空間的第一個(gè)字節(jié)的地址。如圖7.1所示，int型變量i被分配2000～2001的2個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，則i的地址為2000。程序中對(duì)變量存取操作，就是對(duì)該變量所占用空間中存放的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。這種直接按變量的地址存取變量值的方式稱(chēng)為“直接存取”方式。

圖7.1變量地址與變量值的關(guān)系請(qǐng)務(wù)必弄清楚變量的地址與變量值(變量中存放的內(nèi)容)這兩個(gè)概念的區(qū)別，假設(shè)有如下程序：

main()

{inti=10,j=78,k;

k=i+j;

printf("sum=%d\n",k);

}

C程序編譯到變量定義語(yǔ)句時(shí)，會(huì)為變量分配存儲(chǔ)單元。如圖7.1所示，假設(shè)系統(tǒng)分配2000和2001兩個(gè)存儲(chǔ)單元給變量i，2002和2003字節(jié)給j，2004和2005給k。在程序中一般是通過(guò)變量名來(lái)對(duì)內(nèi)存單元進(jìn)行存取操作的。其實(shí)程序經(jīng)過(guò)編譯以后已經(jīng)將變量名轉(zhuǎn)換為變量的地址，對(duì)變量值的存取都是通過(guò)地址進(jìn)行的。7.1.3指針和指針變量

1.指針

指針就是地址，是一種數(shù)據(jù)類(lèi)型。變量在內(nèi)存單元的首地址稱(chēng)為該變量的“指針”，通過(guò)變量的指針可以找到該變量所占用的內(nèi)存單元。也就是說(shuō)，變量的指針指向該變量的內(nèi)存單元。

2.指針變量

指針變量，是專(zhuān)門(mén)用來(lái)存放內(nèi)存地址的變量。它是一種特殊的變量，特殊之處就在于它的變量值是地址（即指針），而不是普通的數(shù)據(jù)。

如圖7.1所示，定義一個(gè)指針變量i_pointer，用來(lái)存放整型變量的地址，編譯后該指針變量被分配兩個(gè)字節(jié)，對(duì)應(yīng)的地址編碼為3010、3011?？梢酝ㄟ^(guò)下面語(yǔ)句將整型變量i的地址(2000)存放到指針變量i_pointer中。

i_pointer=&i;

這時(shí)，i_pointer的值就是2000，即變量i所占用存儲(chǔ)空間的起始地址。通過(guò)指針變量來(lái)訪問(wèn)其他變量的值的方式，稱(chēng)為“間接訪問(wèn)方式”。例如要存取整型變量i的值，可以先找到存放“i的地址”的指針變量i_pointer，從中取出i的地址(2000)，然后到2000、2001字節(jié)取出i的值(10)。

指針變量的特點(diǎn)如下：

(1)指針變量是變量，和其他變量一樣，在內(nèi)存中占一定的存儲(chǔ)單元。

(2)指針變量存放的是其他變量的地址(指針)。

例如，指針變量i_pointer中存放的2000是指針，是變量i的指針(地址)，而指針變量i_pointer自身的地址為3010。

指針變量是存放地址的變量，指針是某數(shù)據(jù)對(duì)象的地址。

7.2.1指針變量的定義

在C語(yǔ)言中，規(guī)定所有變量在使用前必須先定義后使用，指針變量也不例外，在引用指針變量之前必須先定義。指針變量的定義形式如下：

基類(lèi)型*指針變量名；

其中，*

表示這是一個(gè)指針類(lèi)型的變量，基類(lèi)型表示本指針變量所指向變量的數(shù)據(jù)類(lèi)型(即本指針變量中存放的是什么數(shù)據(jù)類(lèi)型變量的地址)。7.2指針變量的定義、引用和初始化例如：

int*p1；

即定義p1是一個(gè)指向整型變量的指針變量。至于p1究竟指向哪一個(gè)整型變量，應(yīng)由向p1賦予的地址來(lái)決定。指針變量賦值后，程序可以通過(guò)p1間接訪問(wèn)所指向的變量。

再如：

int*p2,*p3;/*定義p2、p3是指向整型變量的指針變量*/

float*p5;

/*定義p5是指向浮點(diǎn)型變量的指針變量*/

char*p4;

/*定義p4是指向字符型變量的指針變量*/在定義指針變量時(shí)要注意兩點(diǎn)：

(1)指針是一種數(shù)據(jù)類(lèi)型，所以指針變量前面的“*”意思是“指向”，表示該變量為指針型變量。注意：指針變量名是p2、p3，而不是

*p2、*p3，這是與以前所介紹的定義變量的形式所不同的。指針變量中的值是某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的地址，只允許取正整數(shù)，但不要把它同整型變量混淆。

(2)在定義指針變量時(shí)必須指定基類(lèi)型。我們知道，整型數(shù)據(jù)和實(shí)型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中所占的字節(jié)數(shù)是不相同的(前者為2字節(jié)，后者為4字節(jié))。一個(gè)指針變量只能指向同一個(gè)類(lèi)型的變量，而不能先指向一個(gè)整型變量，再指向一個(gè)實(shí)型變量。上面的定義中，表示p2、p3只能指向整型變量。7.2.2指針變量的引用和初始化

指針變量同普通變量一樣，使用之前不僅要定義說(shuō)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。指針變量的值只能是地址，決不能賦予任何其他數(shù)據(jù)，否則將引起錯(cuò)誤。

1.指針變量最基本的運(yùn)算符

1)取地址運(yùn)算符＆

運(yùn)算符&的作用是取得變量的地址，即變量所占用內(nèi)存單元的首地址。＆運(yùn)算符為單目運(yùn)算符，結(jié)合方向?yàn)橛医Y(jié)合。&運(yùn)算符后只能是一個(gè)具體的變量或數(shù)組元素，不能是表達(dá)式。例如：

int*p,m=5,s[5];

p=&m;

/*變量m的地址賦給指針變量p,使p指向變量m*/

p=&s[2];

/*數(shù)組元素s[2]的地址賦給指針變量p,使p指向 s[2]*/

2)指針運(yùn)算符*

運(yùn)算符

*

又可稱(chēng)做間接訪問(wèn)運(yùn)算符，或取值運(yùn)算符，其功能是通過(guò)指針變量間接地訪問(wèn)它所指向的變量。具體地講，間接運(yùn)算符

*

的作用是取出其后隨地址所指向變量的值。

*運(yùn)算符為單目運(yùn)算符，結(jié)合方向?yàn)橛医Y(jié)合。圖7.2指針變量的引用

例7.1

通過(guò)指針變量訪問(wèn)整型變量。

main()

{inta=100,b,*p; /*定義整型變量a、b和指針變量p*/

p=&a; /*變量a的地址賦給指針變量p*/

printf("%d,%d\n",a,*p);

*p=1000; /*整數(shù)1000賦給指針變量p所指向的變 量*/

printf("%d,%d\n",a,*p);

}

程序的運(yùn)行結(jié)果為：

100,100

1000,1000對(duì)程序的說(shuō)明：

(1)在開(kāi)頭處雖然定義了基類(lèi)型為整型的指針變量p，但它并未指向任何一個(gè)整型變量，只是規(guī)定它們可以指向整型變量。至于指向哪一個(gè)整型變量，要在程序語(yǔ)句中指定。程序第3行的作用就是使p指向a，見(jiàn)圖7.2。此時(shí)p的值為

&a(即a的地址)。

(2)第4行與第6行的

*p就是取變量a的值。

(3)要區(qū)分好定義指針變量時(shí)的

*

與引用、賦值時(shí)的

*

作用是不相同的。定義處的

*

只代表所定義的變量為指針類(lèi)型變量，而引用、賦值時(shí)的

*

則表明取指針變量所指向的存儲(chǔ)單元的值。如上例第一行語(yǔ)句中，p*

表明定義了一個(gè)指針變量，而隨后的

*p則代表p所指向的變量a，所以第一個(gè)printf語(yǔ)句的輸出結(jié)果為100，100。語(yǔ)句

*p=1000;表明把整數(shù)1000賦值給指針變量所指向的變量a，所以該語(yǔ)句等價(jià)于a

=

1000。因此，第二個(gè)printf語(yǔ)句的輸出結(jié)果為1000，1000。

(4)第3行“p=&a；”是將a的地址賦給指針變量p。注意不應(yīng)寫(xiě)成“*p=&a；”。因?yàn)閍的地址是賦給指針變量p，而不是賦給*p(即p所指向的存儲(chǔ)單元)。請(qǐng)對(duì)照?qǐng)D7.2進(jìn)行分析。對(duì)“&”和“*”運(yùn)算符再作如下說(shuō)明：

(1)如果已執(zhí)行了“p1=&a；”語(yǔ)句，若有

&*p1，它的含義是什么?“&”和“*”兩個(gè)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)別相同，但按自右而左的方向結(jié)合(右結(jié)合性)，因此先進(jìn)行

*p1的運(yùn)算，它就是變量a，再執(zhí)行&運(yùn)算。因此，&*p1與

&a相同，即變量a的地址。

如果有“p2=&*p1；”，它等效于“p2=&a；”。它的作用是將

&a(a的地址)賦給p2，如果p2原來(lái)指向b，經(jīng)過(guò)重新賦值后它已不再指向b，而是指向a。如圖7.3所示，圖7.3(a)是原來(lái)的情況，圖7.3(b)是執(zhí)行上述賦值語(yǔ)句后的情況。

圖7.3指針變量與其指向的目標(biāo)變量的關(guān)系

(2)

*&a的含義。先進(jìn)行&a運(yùn)算，得到a的地址，再進(jìn)行*

運(yùn)算。即取

&a所指向變量的值，*&a和

*p1的作用是一樣的(假設(shè)已執(zhí)行了“p1=&a”)，它們等價(jià)于變量a。即

*&a與a等價(jià)，見(jiàn)圖7.4。

(3)

(*p1)++

相當(dāng)于a++。假設(shè)已執(zhí)行了“p1=&a”，則

(*p1)++

中括號(hào)的有無(wú)是不同的。如果沒(méi)有括號(hào)，就成為了

*p1++。++

和

*

為同一優(yōu)先級(jí)別，而結(jié)合方向?yàn)樽杂叶?右結(jié)合性)，因此它相當(dāng)于

*(p1++)。由于++在p1的右側(cè)，是“后加”，因此先對(duì)p1的原值進(jìn)行*運(yùn)算，得到a的值，然后使p1的值改變，這樣p1就不再指向a。而

(*p1)++

中，p1的值不改變，改變的是變量a的值，p1仍然指向a。

圖7.4*&a的含義下面舉一個(gè)指針變量應(yīng)用的例子。

例7.2

輸入a和b兩個(gè)整數(shù)，按先大后小的順序輸出a和b。

main()

{int*p1,*p2,*p,a,b;

scanf("%d,%d",&a,&b);

p1=&a;p2=&b;

if(a<b)

{p=p1;p1=p2;p2=p;}

printf("a=%d,b=%d\n",a,b);

printf("max=%d,min=%d\n",*p1,*p2);

}

運(yùn)行情況如下：

6,9↙

a=6,b=9

max=9,min=6

注意，本題變量a和b的值并未交換，它們?nèi)员３衷?，但p1和p2的值改變了。p1的值原為

&a，后來(lái)變成

&b；p2原值為

&b，后來(lái)變成

&a。這樣在輸出

*p1和

*p2時(shí)，實(shí)際上是輸出變量b和a的值，所以先輸出9，然后輸出6。(注意：*p1代表p1所指向的變量，而p1為指針變量。)

指針變量值的交換情況見(jiàn)圖7.5(圖7.5(a)為交換前的情況，圖7.5(b)為交換后的情況)。

圖7.5指針變量值的交換所產(chǎn)生的指向變化這個(gè)問(wèn)題的算法是不交換整型變量的值，而是交換兩個(gè)指針變量的值(即a和b的地址)。

2.指針變量的初始化

在定義指針變量的同時(shí)給指針變量賦初值，叫做指針變量的初始化。一般形式如下：

類(lèi)型說(shuō)明符*指針變量名＝初始地址值;

例如：

inta;

int*p=&a;

/*定義p為一個(gè)指針變量，且指向變量a*/注意，任何指針變量在使用之前都要進(jìn)行定義并賦值，未經(jīng)賦值的指針變量是禁止使用的；在給指針初始化時(shí)，要注意類(lèi)型匹配的問(wèn)題，也就是說(shuō)，必須是同一類(lèi)型數(shù)據(jù)的地址進(jìn)行指針初始化；可以把一個(gè)指針的值賦給另一個(gè)指針，但不能直接用整型數(shù)據(jù)賦值給指針變量，例如：int*p=1000是錯(cuò)誤的，應(yīng)注意避免這樣的賦值。

例7.3

分析下面的程序，指出其中的錯(cuò)誤。

main()

{int*p1,*p2,a=5;

floatb=10.5;

*p1=a;

p2=&b;

printf("%d,%d\n",(*p1),(*p2));

}本程序的錯(cuò)誤共有以下兩處：

(1)第1個(gè)錯(cuò)誤是使用了未賦值的指針變量。程序的第2行定義p1為指針變量，但并沒(méi)有賦值。而語(yǔ)句

*p1=a的功能是給p1所指向的變量賦值，但p1未指向任何變量，這容易引起系統(tǒng)的混亂，是不允許的。

(2)第2個(gè)錯(cuò)誤是“類(lèi)型不匹配”問(wèn)題，即指針變量的類(lèi)型與其指向變量的類(lèi)型不相同。程序中定義p2是指向int型的指針變量，語(yǔ)句p2=&b；將浮點(diǎn)型變量b的地址賦給指向int型的指針變量p2，出現(xiàn)了類(lèi)型不匹配的錯(cuò)誤。

在C語(yǔ)言中，指針可以進(jìn)行某些運(yùn)算，但其運(yùn)算的種類(lèi)是有限的，它只能進(jìn)行賦值運(yùn)算、部分算術(shù)運(yùn)算及關(guān)系運(yùn)算。7.3指?針?的?運(yùn)?算7.3.1賦值運(yùn)算

指針變量的賦值運(yùn)算只能在同一數(shù)據(jù)類(lèi)型之間進(jìn)行，有以下幾種形式。

int*p1,*p2,a,s[5];

int*p1=&a; /*指針變量初始化賦值*/

p2=&a; /*把變量a的地址賦給指針變量p2*/

p1=p2; /*p1和p2都是指針變量，把p2的值賦給p1*/

p1=s; /*把數(shù)組s的首地址賦給指針變量p1*/

p1=&s[3]; /*把數(shù)組元素s[3]的地址賦給指針變量p1*/

p1=NULL; /*把空指針NULL賦給指針變量p1*/

NULL是一個(gè)符號(hào)常量，代表整數(shù)0，在stdio.h頭文件中有對(duì)其的定義。將指針變量賦值為NULL，表示該指針變量當(dāng)前未指向任何變量，其值為0。

對(duì)指針變量賦0值和不賦值是不同的。指針變量未賦值時(shí)，程序編譯時(shí)分配給指針變量的存儲(chǔ)空間中的值是不確定的，可以是任意值，直接使用該指針變量可能造成意外錯(cuò)誤。而指針變量賦NULL值后，值是確定的，則可以使用，只是它不指向具體的變量而已。

例7.4指針變量的賦值運(yùn)算。

main()

{inta=10,b=20,s,t,x[5]={1,2,3,4,5},*p1,*p2;

p1=&a;

p2=&b;

s=*p1+*p2;

t=*p1**p2;

printf("a=%d,b=%d,a+b=%d,a*b=%d\n",a,b,s,t);

p1=x;

p2=&x[2];

printf("%d,%d\n",*p1,*p2);

}程序運(yùn)行結(jié)果：

a=10,b=20,a+b=30,a*b=200

1,3

執(zhí)行語(yǔ)句t=*p1**p2;

時(shí)，*

為單目運(yùn)算符，具有右結(jié)合性，其優(yōu)先級(jí)高于乘法運(yùn)算符，因此先計(jì)算

*p1和*p2，然后再進(jìn)行乘法運(yùn)算。

注意：不能直接將整數(shù)賦給指針變量，例如賦值語(yǔ)句p1=1000是錯(cuò)誤的。同樣也不應(yīng)該把指針變量p1的值(地址)賦給一個(gè)整型變量，例如a=p1是錯(cuò)誤的。7.3.2算術(shù)運(yùn)算

指針的算術(shù)運(yùn)算是按地址計(jì)算規(guī)則進(jìn)行的，所以指針的算術(shù)運(yùn)算應(yīng)考慮到指針?biāo)赶蜃兞康臄?shù)據(jù)類(lèi)型。指針的算術(shù)運(yùn)算主要包括以下幾種類(lèi)型。

1.指針與整數(shù)的加、減運(yùn)算

對(duì)于指向數(shù)組的指針變量，可以加上或減去一個(gè)整數(shù)n。例如：假設(shè)p是指向數(shù)組a的指針變量，則p+n、p-n、p++、++p、p--、--p運(yùn)算都是合法的(只要不超過(guò)數(shù)組范圍)。

指針變量加或減一個(gè)整數(shù)n的意義是，把指針指向的當(dāng)前位置(指向某數(shù)組元素)向前或向后移動(dòng)n個(gè)位置。例如，假設(shè)指針變量p當(dāng)前指向數(shù)組元素a[0]，則p+n指向數(shù)組元素a[n]。例如：

inta[5],*p;

p=a;/*p指向數(shù)組a，即指向數(shù)組元素a[0]*/

p++;/*p指向下一個(gè)數(shù)組元素，即指向a[1]*/

p=a;/*重新將數(shù)組首地址賦值給p，即p指向數(shù)組元素a[0]*/

p=p+2;/*使p的當(dāng)前指向向后移動(dòng)2個(gè)位置，即p指向數(shù)組元素 a[2]*/

注意，指針變量的加減運(yùn)算只能對(duì)數(shù)組指針變量進(jìn)行，對(duì)指向其他類(lèi)型變量的指針變量進(jìn)行加減運(yùn)算是毫無(wú)意義的。

例7.5

分析下面程序的運(yùn)行結(jié)果。

main()

{inta[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},x,y,*p;

p=&a[0];

printf("%d%d%d\n",*p,*(p+2),*(p+5));

x=*p++; /*等價(jià)于*(p++)*/

p=&a[0];

y=*++p; /*等價(jià)于*(++p)*/

printf("%d%d\n",x,y);

}程序運(yùn)行結(jié)果：

025

01

指針的加減算術(shù)運(yùn)算說(shuō)明：

(1)兩個(gè)指針變量之間的運(yùn)算，只有指向同一數(shù)組的兩個(gè)指針變量之間才能進(jìn)行，否則運(yùn)算毫無(wú)意義。

(2)

*p++等價(jià)于*(p++)，表示先取p所指元素的值，再把指針變量加1，即指向當(dāng)前元素的后一個(gè)元素。

(3)

*++p等價(jià)于*(++p)，表示先把指針變量加1，然后再取所指元素的值。

2.兩個(gè)指針相減

兩個(gè)指針可以相減，但主要用于同類(lèi)型的指針變量，并且兩個(gè)指針變量指向同一個(gè)數(shù)組中的數(shù)組元素。

兩指針變量相減所得之差是兩個(gè)指針?biāo)笖?shù)組元素之間相差的存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)，即表示兩個(gè)指針?biāo)赶虻臄?shù)組元素之間的位置關(guān)系。例如：假設(shè)p1指向a[1]，p2指向a[4]，則p2-p1的結(jié)果為3，表示a[4]的存儲(chǔ)位置在a[1]向后偏移3個(gè)單元。

指針相減在字符串操作中應(yīng)用較多。

注意：兩個(gè)指針變量不能進(jìn)行加法運(yùn)算，例如p1

+

p2是毫無(wú)實(shí)際意義的。7.3.3關(guān)系運(yùn)算

指針之間的關(guān)系運(yùn)算可確定它們所指向的數(shù)組對(duì)象存儲(chǔ)位置的前后關(guān)系，所進(jìn)行的比較是兩個(gè)指針變量所指向存儲(chǔ)單元地址的比較。

通常，只有進(jìn)行關(guān)系運(yùn)算的兩個(gè)指針指向同一組數(shù)組時(shí)，方可表示它們所指數(shù)組元素之間的關(guān)系，這樣比較才有意義。指向前面元素的指針變量“小于”指向后面元素的指針變量。假設(shè)p1和p2指向同一數(shù)組a，并有p1=&a[1];p2=&a[5]，則

p1==p2 結(jié)果為假，只有當(dāng)p1和p2指向同一數(shù)組元素時(shí)才為真；

p1<p2 結(jié)果為真，當(dāng)p1指向的變量在p2指向的變量之前時(shí)為真；

p1<=p2 結(jié)果為真，當(dāng)p1指向的變量在p2指向的變量之前或相同時(shí)為真；

p1>p2 結(jié)果為假，當(dāng)p1指向的變量在p2指向的變量之后時(shí)為真；

p1>=p2 結(jié)果為假，當(dāng)p1指向的變量在p2指向的變量之后或相同時(shí)為真；

p1!=p2 結(jié)果為真，當(dāng)p1指向的變量和p2指向的變量位置不同時(shí)為真。此外，指針變量還可以與NULL(0)比較。設(shè)p為指針變量且p=NULL，則p==0結(jié)果為真，表明p是空指針，它不指向任何變量。

一個(gè)數(shù)組占用一塊連續(xù)的內(nèi)存單元，包含若干元素，每個(gè)數(shù)組元素都在內(nèi)存中占用存儲(chǔ)單元，它們都有相應(yīng)的地址。每個(gè)數(shù)組元素按其類(lèi)型不同占有數(shù)目不同的幾個(gè)連續(xù)的內(nèi)存單元，一個(gè)數(shù)組元素的地址就是它所占有的若干內(nèi)存單元的首地址。

C語(yǔ)言規(guī)定，數(shù)組名代表數(shù)組的首地址，也就是0號(hào)元素的地址。一維數(shù)組中，第一個(gè)元素的地址，即該數(shù)組的起始地址。7.4用指針訪問(wèn)一維數(shù)組7.4.1建立指針變量與一維數(shù)組的聯(lián)系

例如，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)指向某個(gè)int型一維數(shù)組a的指針變量pa，可先定義：

inta[10],*pa;

然后對(duì)指針變量賦值：

pa=a；或pa=&a[0]；

由于數(shù)組名a代表該數(shù)組的首地址，也即a[0]的地址，因此指針變量pa指向該數(shù)組首地址，此時(shí)，pa、a、&a[0]均指向同一內(nèi)存單元，如圖7.6所示。

圖7.6指針變量與數(shù)組建立關(guān)聯(lián)注意，數(shù)組名a不代表整個(gè)數(shù)組，上述“pa=a；”的作用是“把數(shù)組a的首地址賦給指針變量pa”，而不是“把數(shù)組a各元素的值賦給p”。

也可在定義指針變量時(shí)直接對(duì)其初始化，如：

inta[10],*pa=a;

特別情況下，也可以在指針變量定義后使指針變量指向某一個(gè)數(shù)組元素，例如：

pa=&a[5];

此時(shí)*pa的值就是數(shù)組元素a[5]的值。7.4.2用指針訪問(wèn)數(shù)組元素

按C語(yǔ)言的規(guī)定：如果指針變量p已指向數(shù)組中的一個(gè)元素，則p+1指向同一數(shù)組中的下一個(gè)元素(而不是將p值簡(jiǎn)單地加1)。例如，數(shù)組元素是實(shí)型，每個(gè)元素占4個(gè)字節(jié)，則p+1意味著使p的值(地址)加4個(gè)字節(jié)，以使它指向下一元素。p+1所代表的地址實(shí)際上是p+1×d，d是一個(gè)數(shù)組元素所占的字節(jié)數(shù)(對(duì)整型，d=2；對(duì)實(shí)型，d=4；對(duì)字符型，d=1)。實(shí)際上，在編譯時(shí)，對(duì)數(shù)組元素a[i]就是處理成*(a+i)，即按數(shù)組首地址加上相對(duì)位移量得到要找的元素的地址，然后找出該單元中的內(nèi)容，也即a[i]與*(a+i)無(wú)條件等價(jià)。例如，若數(shù)組a的首地址為1000，設(shè)數(shù)組為整型，則a[3]的地址是這樣計(jì)算出來(lái)的：1000+3×2=1006，然后從1006地址所標(biāo)志的整型單元取出元素的值，即a[3]的值。

使用指針的目的是為了處理指針指向的目標(biāo)數(shù)據(jù)。一旦指針和數(shù)組建立了聯(lián)系，就可以通過(guò)指針來(lái)引用數(shù)組元素。通常引用一個(gè)數(shù)組元素，有以下三種方法：

(1)下標(biāo)法，如a[i]形式。

(2)數(shù)組名地址法。由于數(shù)組名是數(shù)組的首地址，因而a

+

i就表示以數(shù)組名a為起始地址的順數(shù)第i個(gè)元素即a[i]的地址，那么*(a+i)即為a[i]。

(3)指針?lè)ǎ灿腥缦聝煞N形式。

①指針地址法。假設(shè)已執(zhí)行語(yǔ)句“pa=a；”，則pa+i就表示以pa為起始地址順數(shù)第i個(gè)元素即a[i]的地址，那么*(pa+i)即為a[i]。

②指針下標(biāo)法。假設(shè)已執(zhí)行語(yǔ)句“pa=a；”，由指針地址法知*(pa+i)相當(dāng)于a[i]；此外C語(yǔ)言還允許直接用pa[i]的形式來(lái)表示以pa指示的位置為起點(diǎn)順數(shù)第i個(gè)同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。綜上所述，對(duì)同一數(shù)據(jù)類(lèi)型指針pa和數(shù)組a來(lái)說(shuō)，一旦二者建立了pa

=

a的聯(lián)系(即使pa指向數(shù)組a的首地址)，則下述對(duì)數(shù)組元素a[i]的表示方式就是等價(jià)的：

a[i]、*(a+i)、*(pa+i)、pa[i]

此外，還可以用動(dòng)態(tài)改變的指針變量指向不同的數(shù)組元素，常見(jiàn)的方法是在循環(huán)中使用pa++的方式來(lái)依次指向連續(xù)的各個(gè)數(shù)組元素。

例7.6數(shù)組元素的等價(jià)引用。

#include<stdio.h>

main()

{int*p,num[4],i;

p=num; /*建立指針和數(shù)組的關(guān)聯(lián)*/

for(i=0;i<4;i++)

*(p+i)=i+1; /*用指針地址法引用數(shù)組元素*/

for(i=0;i<4;i++)

printf("num[%d]=%d\t",i,*(num+i)); /*用數(shù)組名地址法引用 數(shù)組元素*/

printf("\n");

for(p=num;p<(num+4);p++)

printf("%3d",*p); /*用動(dòng)態(tài)變化的指針變量引用數(shù)組元 素*/

}

運(yùn)算情況如下：

num[0]=1num[1]=2num[2]=3num[3]=4

1234

例7.7分析下面程序的運(yùn)行結(jié)果。

main()

{inta[]={1,2,3,4,5},y,*p;

p=&a[2];

printf("%d",*p);

p=a+2;printf("%d",*++p);

p=a+2;printf("%d",*p++);

p=a+2;printf("%d",(*++p));

p=a+2;printf("%d",(*p)++);

printf("\n");

}程序運(yùn)行結(jié)果：

3

4

3

4

3

在上例中，要注意以下幾點(diǎn)：

(1)

*++p與(*++p)的作用完全相同，均是先使指針變量p自增，然后再取其所指向的目標(biāo)變量，即a[3]。

(2)

*p++等價(jià)于*(p++)，而由于++運(yùn)算符在p之后，則先用p值，然后再使p值自增。因此，*p++先得到a[2]值，然后p指向a[3]。

(3)(*p)++表示先使用p所指向的元素，即a[2]，然后再使該元素自增，即a[2]的值變?yōu)?。注意，此時(shí)*p等價(jià)于a[2]。由上述例題可知，訪問(wèn)數(shù)組元素的方法有多種，如何根據(jù)需要來(lái)分別使用呢？一般來(lái)說(shuō)，如果希望程序嚴(yán)格按照遞增或遞減順序訪問(wèn)數(shù)組，則用指針移動(dòng)的方法來(lái)順序處理顯得快捷方便；但若對(duì)數(shù)組的訪問(wèn)是隨機(jī)方式，比如只訪問(wèn)其中的一個(gè)或幾個(gè)元素，則以下標(biāo)定位的方法更簡(jiǎn)潔明了。另外，用下標(biāo)法比較直觀，用地址法或指針變量的方法不直觀，難以很快地判斷出當(dāng)前處理的是哪一個(gè)元素，有時(shí)還需仔細(xì)分析指針變量p的當(dāng)前指向，才能判斷當(dāng)前輸出的是第幾個(gè)元素，比如例7.7。使用指針訪問(wèn)數(shù)組元素時(shí)，還要注意以下事項(xiàng)：

(1)指針變量是變量，其值可以改變；而數(shù)組名是常量，值不能改變。例如，設(shè)p為指針變量，a為數(shù)組名，b為int型變量，則p++是合法的，而a++、a=p、a=&b都是錯(cuò)誤的，因?yàn)槌Ａ坎荒鼙毁x值。

(2)要注意指針變量的當(dāng)前值。雖然定義數(shù)組時(shí)指定它包含10個(gè)元素，但指針變量可以指到數(shù)組以后的內(nèi)存單元，系統(tǒng)并不認(rèn)為非法。例如：

inta[10],*p=a;

*(p+20)=50;上面的語(yǔ)句給a[20]賦值，明顯越界，但系統(tǒng)并不認(rèn)為是錯(cuò)誤的。因?yàn)樵贑語(yǔ)言中，無(wú)數(shù)組下標(biāo)越界錯(cuò)誤，即C不檢查數(shù)組下標(biāo)是否越界。這樣容易引起系統(tǒng)的混亂，所以使用指針編寫(xiě)程序時(shí)要注意不要越界。

例7.8

通過(guò)指針變量輸出數(shù)組a的10個(gè)元素。

main()

{int*p,i,a[10];

p=a;

for(i=0;i<10;i++)

scanf("%d",p++);

printf("\n");

for(i=0;i<10;i++,p++)

printf("%d",*p);

printf("\n");

}這個(gè)程序乍看起來(lái)好像沒(méi)有什么問(wèn)題，其運(yùn)行情況如下：

1234567890

-222851-242314-200149192159621077

顯然輸出的數(shù)值并不是數(shù)組a中各元素的值。

原因是指針變量的初始值為數(shù)組a首地址(見(jiàn)圖7.7中的①)，但經(jīng)過(guò)第一個(gè)for循環(huán)讀入數(shù)據(jù)后，p已指向數(shù)組a的末尾(見(jiàn)圖7.7中的②)。因此，在執(zhí)行第二個(gè)for循環(huán)時(shí)，p的起始值不是&a[0]，而是a+10。則在第二個(gè)循環(huán)中，每次執(zhí)行p++，結(jié)果p指向的是數(shù)組a下面的10個(gè)元素，而這些存儲(chǔ)單元中的值是不可預(yù)料的。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是，只要在第二個(gè)for循環(huán)之前增加一個(gè)賦值語(yǔ)句：

p=a;

或

for(i=0,p=a;i<10;i++,p++)

使p的初始值回到

&a[0]，這樣結(jié)果就正確了。

圖7.7變化的指針與指向的變化

前已述及，利用指針可指向一維數(shù)組，并可通過(guò)指針引用數(shù)組元素。利用指針也可以指向多維數(shù)組，本節(jié)主要介紹利用指針指向二維數(shù)組。利用指針引用二維數(shù)組元素，比引用一維數(shù)組元素復(fù)雜，有些表示方法較難理解，為了更好地理解指向二維數(shù)組的指針，更好地通過(guò)指針引用二維數(shù)組元素，必須進(jìn)一步搞清二維數(shù)組的地址及元素的關(guān)系和表示方法。7.5*用指針訪問(wèn)二維數(shù)組7.5.1二維數(shù)組的地址

多維數(shù)組是按行連續(xù)存儲(chǔ)的，因此，二維數(shù)組元素也是按行連續(xù)存儲(chǔ)的，于是就可以使用指針來(lái)訪問(wèn)這些連續(xù)的存儲(chǔ)單元。

設(shè)有整型二維數(shù)組a[3][4]，定義如下：

inta[3][4]={{0,1,2,3},{4,5,6,7},{8,9,10,11}};從二維數(shù)組的角度來(lái)看，a代表整個(gè)二維數(shù)組的首地址，也就是第0行的首地址。a+

1代表第1行的首地址。如果二維數(shù)組的首地址為2000，則a

+

1為2008，因?yàn)榈?行有4個(gè)整型數(shù)據(jù)，因此a

+

1的含義是a[1]的地址，即a

+

4

×

2

=

2008。a

+

2代表第2行的首地址，它的值是2016，見(jiàn)圖7.8。(注意：C語(yǔ)言中，地址值一般為16位二進(jìn)制數(shù)。為符合使用習(xí)慣，此處采用十進(jìn)制。)

圖7.8數(shù)組名地址與指向的關(guān)系

C語(yǔ)言允許把一個(gè)二維數(shù)組分解為多個(gè)一維數(shù)組來(lái)處理。因此數(shù)組a可以理解為由3個(gè)一維數(shù)組組成，即數(shù)組a由a[0]、a[1]和a[2]三個(gè)元素組成，而每個(gè)元素又含有4個(gè)元素。例如，a[0]含有a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]和a[0][3]四個(gè)元素，a[0]為一維數(shù)組名。

a[0]、a[1]和a[2]既然是一維數(shù)組名，而C語(yǔ)言規(guī)定數(shù)組名代表數(shù)組的首地址，因此，a[0]就代表第0行一維數(shù)組中第0列元素的地址，即數(shù)組元素a[0][0]的地址，也即&a[0][0]，a[1]的值是&a[1][0]，a[2]的值是&a[2][0]。

a[0]

+

1代表第0行第1列元素的地址，見(jiàn)圖7.9。因a[0]是一維數(shù)組名，則“a[0]

+

1”中的1代表1個(gè)列元素的字節(jié)數(shù)，即2個(gè)字節(jié)，而不是代表1行8個(gè)字節(jié)。a[0]的值為2000，則a[0]

+

1的值是2002(而不是2008)。這是因?yàn)楝F(xiàn)在是在一維數(shù)組范圍內(nèi)討論問(wèn)題，正如有一個(gè)一維數(shù)組x，x

+

1是其第1列元素地址一樣。a[0]

+

0、a[0]

+

1、a[0]

+

2、a[0]

+

3分別是a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]的地址(即&a[0][0]、&a[0][1]、&a[0][2]、&a[0][3])。為了理解上的方便，我們可以定義行指針與列指針的概念。行指針為指向一維數(shù)組一整行元素的指針，列指針為指向某一個(gè)具體列元素的指針。例如，從圖7.9中可見(jiàn)，a、a

+

1、

a

+

2為行指針，a[0]、a[0]

+

1、a[0]

+

2、a[0]

+

3為列指針。有時(shí)行、列指針是可以相互轉(zhuǎn)化的。在行指針前面加一個(gè)*，就轉(zhuǎn)換為列指針。例如，a和a

+

1是行指針，在它們前面加一個(gè)

*

就是

*a和

*(a

+

1)，它們就成為列指針，分別指向a數(shù)組0行0列的元素和1行0列的元素。反之，在一維數(shù)組名的列指針(即每一行第0列元素的地址)前面加&，就成為行指針。例如，a[0]是指向0行0列元素的列指針，在它前面加一個(gè)&，得&a[0]，由于a[0]與*(a

+

0)等價(jià)，因此&a[0]與&*a等價(jià)，也就是與a等價(jià)，它指向二維數(shù)組的0行。同理，&a[1]、&a[2]分別等價(jià)于a

+

1、a

+

2。注意，如果在非0列元素列指針前加&，則不能轉(zhuǎn)化為行指針，僅僅是取出該元素的地址，例如，&a[0][1]是元素a[0][1]的地址，并非轉(zhuǎn)化為行指針。

圖7.9二維數(shù)組中的行指針與列指針有必要對(duì)a[i]的性質(zhì)作進(jìn)一步說(shuō)明。a[i]從形式上看是數(shù)組a中第i個(gè)元素。如果a是一維數(shù)組名，則a[i]代表數(shù)組a第i個(gè)元素所占的內(nèi)存單元。a[i]是有物理地址的，是占內(nèi)存單元的。但如果a是二維數(shù)組，則a[i]是代表一維數(shù)組名。a[i]本身并不占實(shí)際的內(nèi)存單元，它也不存放數(shù)組a中各個(gè)元素的值。它只是一個(gè)地址(如同一個(gè)一維數(shù)組名x并不占內(nèi)存單元而只代表地址一樣)。a、a

+

i、a[i]、*(a

+

i)、*(a

+

i)

+

j、a[i]

+

j都是地址。*(a[i]

+

j)、*(*(a

+?i)

+

j)是二維數(shù)組元素a[i][j]的值，見(jiàn)表7.1。

表7.1二維數(shù)組的指針、元素表示形式與含義注意，雖然表7.1中a

+

l和*(a

+

1)的值都是2008，但二者的含義是不相同的。a

+

1是行指針，指向第1行首地址，而*(a

+

1)就是a[1]，是一維數(shù)組名，是指向元素a[1][0]的列指針。同理，行指針&a[i]和列指針a[i]的值是一樣的，但它們的含義是不同的。

此外，還要注意，當(dāng)a是二維數(shù)組名時(shí)，a是行指針，*a是列指針，**a是0行0列元素的值。同樣，a

+

l(行指針)指向第1行首地址，但也不能用*(a+1)(列指針)得到a[1][0]的值，而應(yīng)該用**(a

+

1)求a[1][0]元素的值。7.5.2指向多維數(shù)組的指針變量

在了解上面的概念后，可以用指針變量指向多維數(shù)組及其元素。

1.指向數(shù)組元素的指針變量

例7.9

用指針變量輸出數(shù)組元素的值。

main()

{inta[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};

int*p,i;

p=a[0]; /*a[0]為列指針，使p指向a[0][0]，其值為 &a[0][0]*/

for(i=0;i<12;i++)

{if(i%4==0)printf("\n");

printf("%4d",*p++); /*通過(guò)p值的變化，逐一訪問(wèn)各元素*/

}

}

運(yùn)行結(jié)果如下：

1234

5678

11101112

p是一個(gè)基類(lèi)型為整型的指針變量，它可以指向一般的整型變量，也可以指向整型的數(shù)組元素。每次使p值加1，以移向下一元素。if語(yǔ)句的作用是使一行輸出4個(gè)數(shù)據(jù)，然后換行。

2.指向由m個(gè)元素組成的一維數(shù)組的指針變量

例7.9的指針變量p指向整型數(shù)組元素，p

+

1所指向的元素是p所指向元素的下一元素。可以改用另一方法輸出數(shù)組元素：使p指向一個(gè)包含m個(gè)元素的一維數(shù)組。這時(shí)，p為行指針，先指向第0行(即p

=

&a[0])，然后用p

+

1指向第1行(即p

=

&a[1])，p的增值以一維數(shù)組的長(zhǎng)度為單位。

例7.10

輸出二維數(shù)組任一行任一列元素的值。

main()

{inta[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};

int(*p)[4],i,j; /*定義行指針變量p*/

p=a; /*a為行指針，指向第0行*/

for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<4;j++)

printf("%2d",*(*(p+i)+j));

printf("\n");

}運(yùn)行情況如下：

1357911131517192123

程序第3行“int(*p)[4]”表示p是一個(gè)指針變量，它指向包含4個(gè)元素的一維數(shù)組。注意，p兩側(cè)的括號(hào)不可缺少，如果寫(xiě)成*p[4]，由于方括號(hào)[]運(yùn)算級(jí)別高，因此p先與[4]結(jié)合，是數(shù)組，然后再與前面的*結(jié)合，*p[4]是指針數(shù)組。為便于理解，可以對(duì)下面二者進(jìn)行比較：

(1)

inta[4]；(a有4個(gè)元素，每個(gè)元素為整型)

(2)

int(*p)[4]；

第(2)種形式表示*p有4個(gè)元素，每個(gè)元素為整型。也就是p所指的對(duì)象是有4個(gè)整型元素的數(shù)組，即p是行指針，見(jiàn)圖7.10(a)。應(yīng)該記住，此時(shí)p只能指向一個(gè)包含4個(gè)元素的一維數(shù)組，p的值就是該一維數(shù)組的首地址。p只能指向一整行元素，而不能指向一維數(shù)組中的某個(gè)具體元素。

圖7.10行指針變量的定義與應(yīng)用程序中的p+i是行指針，指向二維數(shù)組a的第i行，見(jiàn)圖7.10(b)。*(p

+

i)被轉(zhuǎn)化為列指針，因此，*(p

+

2)

+

3是數(shù)組a第2行第3列元素的地址，這是指向列的指針，*(*(p

+

2)

+

3)是a[2][3]的值。

注意：p+2(行指針)和*(p+2)(列指針)具有相同的值，但(p

+

2)

+

3和*(p

+

2)

+

3的值就不相同了。因?yàn)?p

+

2)

+

3等效于(p

+

5)，仍為行指針，是第5行的首地址，而*(p

+

2)

+

3中的*(p

+

2)已轉(zhuǎn)化為列指針，指向第2行第0列，+

3后則指向同一行的第3列元素，即*(p

+

2)

+

3是元素a[2][3]的地址。上述結(jié)論均可推廣到三維及三維以上的數(shù)組。例如，定義了一個(gè)數(shù)組t[3][4][5]，它可看成由t[0]、t[1]、t[2]三個(gè)二維數(shù)組組成，每個(gè)二維數(shù)組又由4個(gè)一維數(shù)組組成，而每個(gè)一維數(shù)組含有5個(gè)元素；其中，t[0]數(shù)組分別由t[0][0]、t[0][1]、t[0][2]、t[0][3]四個(gè)一維數(shù)組組成，其他類(lèi)推。由于t[i][j]可用*(t[i]

+

j)表示，則元素t[i][j][k]可用*(t[i][j]+k)、*(*(t[i]

+

j)

+

k)或者*(*(*(t

+

i)

+

j)

+

k)表示。

在C語(yǔ)言中，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)存放字符串的變量，一個(gè)字符串可以存放在一個(gè)字符數(shù)組中，數(shù)組名表示該字符串第一個(gè)字符存放的地址。也可以將字符串的首地址賦給一個(gè)字符型指針變量，該指針變量便指向這個(gè)字符串。

引用字符串時(shí)，可以逐個(gè)字符引用，也可以整體引用。7.6用指針處理字符串

例7.11

使用字符數(shù)組存放一個(gè)字符串，然后輸出該字符串。

main()

{charstring[]="WelcometostudyClanguages.";

inti=0;

while(string[i]!='\0')

printf("%c",string[i++]);

}

運(yùn)行時(shí)輸出：

WelcometostudyClanguages.

本例中，字符串用字符型一維數(shù)組存放，然后再逐一字符加以輸出。也可以通過(guò)格式符%s及數(shù)組名string的配合，一次性輸出全部字符。即可修改上述程序?yàn)?/p>

main()

{charstring[]="WelcometostudyClanguages.";

printf("%s",string);

}

程序中的%s表示輸出一個(gè)字符串，給出的數(shù)組名string是指向數(shù)組首地址的指針，則系統(tǒng)先輸出它所指向的第一個(gè)字符數(shù)據(jù)，然后指針自動(dòng)下移，使之指向下一個(gè)字符，再輸出一個(gè)字符……

如此，直到遇到字符串結(jié)束標(biāo)志'\0'為止。注意，在內(nèi)存中，字符串的最后被自動(dòng)加了一個(gè)'\0'，因此在輸出時(shí)能確定字符串的終止位置。

顯然，用%s可以對(duì)一個(gè)字符串進(jìn)行整體的輸入/輸出。

也可以不定義字符數(shù)組，而定義一個(gè)字符指針，用字符指針指向字符串中的字符。

例7.12

用字符指針指向一個(gè)字符串，然后輸出該字符串及其長(zhǎng)度。

main()

{char*string;

intlen;

string="WelcometostudyClanguages.";

printf("%s\n",string);

printf("Length=%d\n",strlen(string));

}

程序運(yùn)行結(jié)果如下：

WelcometostudyClanguages.

Length=29在這里沒(méi)有定義字符數(shù)組，在程序中定義了一個(gè)字符指針變量string，并使它指向一個(gè)字符串常量"WelcometostudyClanguages."。在C語(yǔ)言中，對(duì)字符串常量是按字符數(shù)組處理的，在內(nèi)存中開(kāi)辟一塊連續(xù)的存儲(chǔ)空間用于存放字符串常量。程序中把字符串常量賦值給string的實(shí)質(zhì)是把該字符串的首地址(即存放字符串連續(xù)存儲(chǔ)空間的首地址)賦值給指針變量string，也就是使string指向該字符串。賦值后就可以通過(guò)指針變量string來(lái)存取它所指向的字符串了。

對(duì)字符串中字符的存取，可以用下標(biāo)方法，也可以用指針?lè)椒ā?/p>

例7.13將字符串a(chǎn)復(fù)制到字符串b。

main()

{chara[]="Iamaboy.",b[20];

inti;

for(i=0;*(a+i)!='\0';i++)

*(b+i)=*(a+i); /*指針?lè)?/

*(b+i)='\0';

printf("stringais:%s\n",a);

printf("stringbis:");

for(i=0;b[i]!='\0';i++)

printf("%c",b[i]); /*下標(biāo)法*/

printf("\n");

}

程序運(yùn)行結(jié)果：

stringais:Iamaboy.

stringbis:Iamaboy.

程序中a和b都定義為字符數(shù)組，可以通過(guò)地址訪問(wèn)數(shù)組元素。在for語(yǔ)句中，先檢查a[i]是否為'\0'(此程序中a[i]是以*(a+i)形式表示的)。如果不等于'\0'，表示字符串尚未處理完，就將a[i]的值賦給b[i]，即復(fù)制一個(gè)字符。在for循環(huán)中將a串全部復(fù)制給了b串。最后還應(yīng)將'\0'復(fù)制過(guò)去，故有

*(b+i)='\0'；

此時(shí)i的值是字符串有效字符的個(gè)數(shù)n加1。第二個(gè)for循環(huán)中用下標(biāo)法表示一個(gè)數(shù)組元素(即一個(gè)字符)。

也可以設(shè)指針變量，用它的值的改變來(lái)指向字符串中不同的字符。

例7.14

將兩個(gè)字符串s1和s2連接起來(lái)，結(jié)果存放在s1中。要求使用字符指針加以實(shí)現(xiàn)，不能使用strcat函數(shù)。

main()

{chars1[80],s2[80],*p1,*p2;

printf("Inputastring:");

gets(s1);

printf("Inputastring:");

gets(s2);

p1=s1;

p2=s2;

while(*p1!='\0')p1++;

while(*p2!='\0')*p1++=*p2++;*p1='\0';

printf("Theresultis:%s",s1);

}

程序運(yùn)行結(jié)果：

Inputastring:Bei

Inputastring:Jing

Theresultis:BeiJing

p1、p2是字符型指針變量，先使p1和p2分別指向字符串s1和s2的首地址，然后使p1指向字符串s1的末尾，即'\0'處，接下來(lái)將字符串s2連接到s1的末尾，最后還要在連接后的字符串末尾加上'\0'，表示整個(gè)字符串的結(jié)束。

雖然用字符數(shù)組和字符指針變量都能實(shí)現(xiàn)字符串的存儲(chǔ)和運(yùn)算，但是它們二者之間是有區(qū)別的，不應(yīng)混為一談，主要有以下幾點(diǎn)：

(1)字符指針變量的值可以改變，而字符數(shù)組名是一個(gè)常量，只能引用，不能改變。例如，以下語(yǔ)句是合法的：

char*p="CLanguage";

strcpy(p,"BASIC");

p++;

而若有如下定義：

charstr[]="CLanguage";

則以下語(yǔ)句是錯(cuò)誤的：

str="BASIC"; /*數(shù)組名是常量，不能被賦值*/

或strcpy(str,"BASIC")；也是錯(cuò)誤的

str++; /*數(shù)組名是常量，不能自增、自減*/

(2)對(duì)字符指針變量賦初值：

char*a="IloveChina!";

它等價(jià)于

char*a;

strcpy(a,"ILoveChina!"); /*如果寫(xiě)成a="ILoveChina!"是 錯(cuò)誤的*/

而對(duì)數(shù)組的初始化：

charstr[14]={"IloveChina!"}

它不能等價(jià)于

charstr[14];

str[]="IloveChina!";

即數(shù)組可以在定義變量時(shí)整體賦初值，但不能在賦值語(yǔ)句中整體賦初值。

(3)如果定義了一個(gè)字符數(shù)組，在編譯時(shí)，字符數(shù)組被分配連續(xù)的空白區(qū)域，不會(huì)與已有的數(shù)據(jù)區(qū)域發(fā)生沖突；而字符指針變量在未指向一個(gè)具體的字符數(shù)據(jù)時(shí)，該指針變量中的值(地址值)是不確定的，有可能指向系統(tǒng)工作區(qū)域。直接用scanf函數(shù)賦值給尚未指向確定字符的指針變量，可能會(huì)破壞系統(tǒng)的正常工作，因?yàn)檩斎氲淖址赡軙?huì)覆蓋內(nèi)存中已有數(shù)據(jù)的區(qū)域。所以不宜用scanf直接給尚未指向確定字符的指針變量賦值。例如：

charstr[10];

scanf("%s",str);

是可以的。而下面的用法則是危險(xiǎn)的，不提倡：

char*a;

scanf("%s",a);其目的是輸入一個(gè)字符串，雖然一般也能運(yùn)行，但是不安全。因?yàn)榫幾g時(shí)雖然給指針變量a分配了內(nèi)存單元，a的地址(即&a)已指定，但a中存放的值(地址)并未指定，在a單元中是一個(gè)不可預(yù)料的值，即其指向是不確定的。在執(zhí)行scanf函數(shù)時(shí)要求將一個(gè)字符串輸入到a所指向的一段內(nèi)存單元(即以a的值(地址)開(kāi)始的一段內(nèi)存單元)中。而a的值如今卻是不可預(yù)料的，它可能指向內(nèi)存中空白的(未用的)用戶(hù)存儲(chǔ)區(qū)中(這是好的情況)，也有可能指向已存放指令或數(shù)據(jù)的有用內(nèi)存段，這就會(huì)破壞程序，甚至破壞系統(tǒng)，造成嚴(yán)重的后果。在程序規(guī)模較小時(shí)，由于空白地帶較多，往往可以正常運(yùn)行，而程序規(guī)模較大時(shí)，出現(xiàn)上述“沖突”的可能性就大多了。因此，應(yīng)當(dāng)如下處理：

char*a,str[10];

a=str;

scanf("%s",a);

即先使a有確定值，也就是使a指向一個(gè)數(shù)組的開(kāi)頭，然后輸入一個(gè)字符串，把它存放在以該地址開(kāi)始的若干單元中。

(4)用指針變量指向一個(gè)格式字符串，可以用它代替printf函數(shù)中的格式字符串。例如：

char*format;

format="a=%d,b=%f\n";

printf(format,a,b);

它相當(dāng)于

printf("a=%d,b=%f\n",a,b);

因此只要改變指針變量format所指向的字符串，就可以改變輸入和輸出的格式。這種printf函數(shù)稱(chēng)為可變格式輸出函數(shù)。

7.7.1指針數(shù)組

1.指針數(shù)組的概念

一個(gè)數(shù)組，其元素均為指針類(lèi)型數(shù)據(jù)，稱(chēng)為指針數(shù)組。也就是說(shuō)，指針數(shù)組中的每一個(gè)元素都相當(dāng)于一個(gè)指針變量，且指向相同數(shù)據(jù)類(lèi)型的數(shù)據(jù)。一維指針數(shù)組的定義形式如下：

類(lèi)型名*數(shù)組名[數(shù)組長(zhǎng)度]

例如：

int*p[4];7.7指針數(shù)組與二級(jí)指針由于[]比*優(yōu)先級(jí)高，因此p先與[4]結(jié)合，形成p[4]形式，這顯然是數(shù)組形式，它有4個(gè)元素。然后再與p前面的“*”結(jié)合，“*”表示此數(shù)組是指針類(lèi)型，每個(gè)數(shù)組元素(相當(dāng)于一個(gè)指針變量)都可指向一個(gè)整型變量。注意：不要寫(xiě)成int(*p)[4]，這表示指向一維數(shù)組的行指針變量。

指針數(shù)組可以用來(lái)處理多維數(shù)組。例如定義：

intb[3][4],*pb[3];

由于數(shù)組b[3][4]可以看做由b[0]、b[1]、b[2]三個(gè)一維數(shù)組組成，因此可使指針數(shù)組的3個(gè)元素分別指向這3個(gè)數(shù)組，即

pb[0]=b[0];pb[1]=b[1];pb[2]=b[2];

這樣，通過(guò)指針pb就可以處理二維數(shù)組數(shù)據(jù)了。

例7.15

用指針數(shù)組處理二維數(shù)組數(shù)據(jù)。

#include<stdio.h>

main()

{intb[3][4],*pb[3],i,j;

for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<4;j++)

b[i][j]=(i+1)*(j+1);

pb[0]=b[0];

/*一維數(shù)組名b[0]為列指針*/

pb[1]=b[1];

pb[2]=b[2];

for(i=0;i<3;i++)

{for(j=0;j<4;j++)

printf("b[%d][%d]=%d",i,j,*(pb[i]+j));

printf("\n");

}

}運(yùn)行情況如下：

b[0][0]=1b[0][1]=2b[0][2]=3b[0][3]=4

b[1][0]=2b[1][1]=4b[1][2]=6b[1][3]=8

b[2][0]=3b[2][1]=6b[2][2]=9b[2][3]=12

本例中，一維數(shù)組名b[0]、b[1]、b[2]為列指針，而指針數(shù)組元素pb[0]、pb[1]、pb[2]也只能接收列指針。注意，pb=b是錯(cuò)誤的形式，因?yàn)槎呔鶠閿?shù)組名，作為常量的數(shù)組名是不可以被賦值的。

2.字符指針數(shù)組和多個(gè)字符串的處理

一個(gè)字符指針變量可以指向一個(gè)字符串，那么字符指針數(shù)組就能指向多個(gè)字符串，其中每一個(gè)數(shù)組元素指向一個(gè)字符串。例如，5個(gè)同學(xué)的姓名，可用二維數(shù)組來(lái)存放：

charname[5][20]={"LiZhi","ZhangJi","JinXin",

"WangXiaofang","LiuYi"};

圖7.11表示了這種情況。圖7.11用二維數(shù)組存放多個(gè)字符串也可以用字符指針數(shù)組來(lái)指向多個(gè)字符串：

char*pname[5]={"LiZhi","ZhangJi","JinXin",

"WangXiaofang","LiuYi"};

圖7.12表示了這種情況。

用二維數(shù)組存放多個(gè)字符串，每行的長(zhǎng)度相同，可能會(huì)造成存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)(如圖7.11所示)，同時(shí)也限制了字符串的長(zhǎng)度。用指針數(shù)組時(shí)，并未定義行的長(zhǎng)度，只是分別在內(nèi)存中存放了長(zhǎng)度不同的字符串，讓各個(gè)指針數(shù)組元素分別指向它們，沒(méi)有存儲(chǔ)單元的浪費(fèi)。因此用指針數(shù)組處理多個(gè)字符串效率較高，人們經(jīng)常用字符指針數(shù)組處理多個(gè)字符串。

圖7.12用指針數(shù)組指向多個(gè)字符串圖7.12中，pname數(shù)組各元素pname[0]、pname[1]、pname[2]、pname[3]、pname[4]中存放的內(nèi)容為各個(gè)字符串的首地址，也即字符“L”、“Z”、“J”、“W”、“L”在內(nèi)存中的地址。

下面舉例說(shuō)明指針數(shù)組對(duì)多個(gè)字符串的處理。

例7.16

在某班學(xué)生中查找指定姓名的學(xué)生。

首先定義一個(gè)字符指針數(shù)組，讓各數(shù)組元素指向各個(gè)姓名字符串；然后從鍵盤(pán)輸入一個(gè)欲查找的姓名，接下來(lái)用指針數(shù)組元素指向的各字符串與新輸入的字符串進(jìn)行比較，若相等則說(shuō)明找到，并退出循環(huán)，否則繼續(xù)循環(huán)，直到結(jié)束。循環(huán)結(jié)束后，根據(jù)結(jié)束循環(huán)時(shí)的情況，給出結(jié)論。

#include<stdio.h>

#include<string.h>

main()

{inti;

char*pname[5]={"LiZhi","ZhangJi","JinXin",

"WangXiaofang","LiuYi"};

charname[20];

printf("Enteraname:");

gets(name);

for(i=0;i<5;i++)

if(strcmp(pname[i],name)==0)

break;

if(i<5)

printf("%sisNo.%dstudent.\n",pname[i],i+1);

else

printf("%sisnotinthisclass.\n",name);

}程序運(yùn)行情況如下：

Enteraname:JinXin

JinXinisNo.3student.

Enteraname:JingXin

JingXinisNotinthisclass.

由于scanf函數(shù)輸入的字符串中不能含有空白字符，因此程序中使用gets函數(shù)來(lái)輸入姓名。

strcmp是字符串比較函數(shù)，pname[i]是第i個(gè)字符串的起始地址，而name是欲查找字符串的起始地址。strcmp(pname[i],name)==0時(shí)，說(shuō)明找到了所查字符串。7.7.2*指向指針的指針

多級(jí)指針是指指向指針數(shù)據(jù)的指針變量，簡(jiǎn)稱(chēng)為指向指針的指針，又稱(chēng)為二級(jí)指針，如圖7.13所示。其中，指針變量ppa為二級(jí)指針，指針變量pa為一級(jí)指針。*ppa將取出ppa指向的變量的值&a，等價(jià)于指針變量pa，即*ppa==pa==&a，則**ppa==*(*ppa)==*pa即為變量a。同樣，在圖7.12中，字符指針數(shù)組名pname就是一個(gè)二級(jí)指針，同理，pname+0、pname+1、pname+2等均為二級(jí)指針。因?yàn)槎?jí)指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)為一級(jí)指針，所以*pname是一級(jí)指針pname[0](即pname[0]=*(pname

+0)=*pname)，而*pname[0]或者**pname就是pname[0]指向的字符串的首字符'L'。

圖7.13二級(jí)指針ppa與變量a的指向聯(lián)系二級(jí)指針的說(shuō)明形式如下：

數(shù)據(jù)類(lèi)型**指針變量名；

其中，數(shù)據(jù)類(lèi)型是最終目標(biāo)變量的數(shù)據(jù)類(lèi)型。例如：

inta，*pa，**ppa;

char*pname[3]，**ppname=pname;

上面定義中的ppa、pname、ppname均為二級(jí)指針，由此可見(jiàn)，在定義指針變量時(shí)，變量前有一個(gè)*的指針變量為一級(jí)指針，有兩個(gè)*的指針變量為二級(jí)指針。此外，指針數(shù)組名也為二級(jí)指針(如pname)。二級(jí)指針定義時(shí)，變量名前面有兩個(gè)*號(hào)，*運(yùn)算符的結(jié)合性是從右到左，因此**p相當(dāng)于*(*p)，顯然*p是指針變量的定義形式。如果沒(méi)有最前面的*，那就是定義了一個(gè)指向字符數(shù)據(jù)的指針變量?，F(xiàn)在它前面又有一個(gè)*號(hào)，表示指針變量p是指向另一個(gè)字符指針變量的。

針對(duì)圖7.13中的應(yīng)用，可參見(jiàn)如下程序段：

inta,*pa,**ppa;

a=5;

pa=&a;

ppa=&pa;

printf("%x%x%x\n",*ppa,pa,&a);

printf("%d%d%d\n",**ppa,*pa,a);該程序段是二級(jí)指針的簡(jiǎn)單應(yīng)用。因?yàn)?ppa==pa==&a，**ppa==*pa==a，所以，第一個(gè)printf輸出的結(jié)果均為相等的十六進(jìn)制地址值，第二個(gè)printf輸出的結(jié)果均為相等的數(shù)值5。

下面舉例說(shuō)明二級(jí)指針在字符串處理方面的應(yīng)用。

例7.17

輸出指針數(shù)組指向的各個(gè)字符串。

#include<stdio.h>

main()

{inti;

char*name[]={"Windows","MS-DOS","Unix","Linux"};

char**pp;

for(i=0;i<4;i++)

{pp=name+i;

/*使pp指向name[i]，即pp=&name[i]*/

printf("%s\n",*pp);

}

}運(yùn)行情況如下：

Windows

MS-DOS

Unix

Linux

pp是二級(jí)指針變量，name+i也為二級(jí)指針。在第一次執(zhí)行循環(huán)體時(shí)，賦值語(yǔ)句“pp=name+i；”使pp指向name數(shù)組的0號(hào)元素name[0]，*pp