浙江大学刘加海C语言课件5.docx
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浙江大学刘加海C语言课件5
第5章指针与函数
◆本章重点
1.函数指针的概念、定义及赋值。
2.函数指针的应用。
3.指针函数的定义。
4.命令行参数的应用。
◆本章难点
1.函数指针的概念，函数指针的赋值及调用方法。
尤其是定义及调用中的形式参数及实际参数的使用。
2.指针函数的概念以及与函数指针的区别。
3.命令行参数编程中的文件名与命令的关系。
4.命令行参数的赋值方法。
指针和函数的关系主要包括三个方面的内容：
一是指针可以指向某个函数，即函数指针；二是函数的返回值可以是指针类型的变量，即指针函数；三是指针可以作为函数的参数。
5.1指向函数的指针
大家知道，变量a被分配到某个存储区域，若指针变量p的值为该存储区域的首地址，则称p为指向变量a的指针，通过对指针p的间接引用可以访问它所指向的变量a。
函数虽然不是变量，但是它经过编译后，其目标代码在内存中是连续存放的，该代码的首地址就是函数执行时的入口地址，它可以赋给指针变量，使得指针变量指向函数。
利用指向函数的指针变量，可以代替函数名，也可以作为函数的参数传递给其他函数。
也就是说可以用指针变量指向基本类型变量、字符串、数组等，也可指向一个函数。
一个函数在编译时被分配给一个入口地址。
这个入口地址就称为函数的指针。
可以用一个指针变量指向某函数，然后通过该指针变量调用此函数。
5.1.1用函数指针变量调用函数
1．函数指针的声明
格式：
数据类型（*指针变量名）（函数形参类型标识符列表）；
其中的“数据类型”是指函数返回值的类型。
例如：
char（*f1）（char*，char）;
int（*f2）（int*，int）;
上述语句声明两个指向函数的指针：
f1指向形参类型依次为char*、char，返回值类型为char的函数；f2指向形参类型依次为int*、int，返回值类型为int的函数。
注意
f1、f2是不同类型的指针，因为它们各自所指向的函数的返回值类型，形参个数及各形参的类型不尽相同。
2．为指向函数的指针赋值
函数名是指针常量，其值为该函数在内存中存储区域的首地址。
只能将函数的首地址赋值到指向同类型函数的指针。
函数指针赋值格式为：
函数指针＝函数名；
3．函数指针的调用方式为：
（*指针名）（实在参数列表）;
5.1.2用函数指针变量调用函数举例
例5.1用函数指针调用求最大值函数，求出a和b中的大者。
函数占有一段内存单元，可用函数指针变量指向其首地址，通过指针变量来访问它所指向的函数。
程序设计如下：
#include
intmax（intx,inty）
{
returnx>y?
x：
y；
}
voidmain（）
{
inta,b,c；
int（*p）（int,int）；/*声明函数指针*/
p=max；/*函数名代表了函数入口地址*/
scanf（"%d,%d",&a,&b）；
c=（*p）（a，b）；/*调用方式*/
printf（"a=%d,b=%d,max=%d\n",a,b,c）；
}
注意
（1）int（*p）（int，int）；定义p是一个指向函数的指针变量，即所指向的函数返回值为int型，形参依次为int、int类型的函数。
（2）在int（*p）（int，int）；（*p）两侧的括弧不可省略，表示p先与*结合，是指针变量，然后再与后面的（）结合，表示此函数指针变量所指向的函数返回值是整型。
如果写成“int*p（int，int）”，则由于（）优先级高于*，它表示声明了一个函数，只不过这个函数的返回值是指向整型变量的指针。
（3）给函数指针变量赋值时只赋函数名，不准带参数。
如：
p=max;
赋值语句“p=max；”的作用是将函数max的入口地址赋给指针变量p。
和数组名代表数组的起始地址一样，函数名代表函数的入口地址。
函数调用可以通过函数名，也可通过函数指针，本例中的调用形式为c=（*p）（a，b）；用函数指针调用的参数与函数调用的参数完全一致，用函数指针变量调用函数时，只需将（*p）代替函数名即可。
（4）对指向函数的指针变量不准作加减运算，如：
p++，p--，p+n都是错误的。
例5.2指向函数的指针简单应用示例。
#include
floatf1（floatx）
{
returnx*x;
}
floatf2（floatx）
{
returnx*x*x;
}
voidmain（）
{
float（*p）（float）,y;
p=f1;
y=（*p）
（2）;
printf（"%f\n",y）;
p=f2;
y=（*p）
（2）;
printf（"%f\n",y）;
}
其中，语句“p=f1;”将函数f1的首地址赋给p，表达式“（*p）
（2）”的作用是以2为实参调用函数f1，返回值为4。
同样，语句“p=f2;”将改写p的值为函数f2的首地址，表达式“（*p）
（2）”的作用是以2为实参调用函数f2，返回值为8。
思考：
有二个函数定义：
intadd（intx,inty）
{
returnx+y;
}
intsub（intx,inty）
{
returnx+y;
}
在main函数中定义一个函数指针，分别调用函数add、sub，并在main函数中输出结果。
例5.3已知契比雪夫多项式的定义如下：
x （n=1）
2x2-1（n=2）
4x3-3x（n=3）
8x4-8x+1（n=4）
试编写程序，从键盘输入整数n和实数x，并计算多项式的值。
#include
voidmain（）
{
floatfn1（float）,fn2（float）,fn3（float）,fn4（float）;
float（*fp）（float）;
floatx;
intn;
printf（"inputx:
"）;
scanf（"%f",&x）;
printf（"inputn:
"）;
scanf（"%d",&n）;
switch（n）
{
case1:
fp=fn1;break;
case2:
fp=fn2;break;
case3:
fp=fn3;break;
case4:
fp=fn4;break;
default:
printf（"dataerror!
"）;
}
printf（"result=%f",（*fp）（x））;
}
floatfn1（floatx）
{
returnx;
}
floatfn2（floatx）
{
return2*x*x-1;
}
floatfn3（floatx）
{
return4*x*x*x-3*x;
}
floatfn4（floatx）
{
return4*x*x*x*x-8*x*x+1;
}
例5.4设一个函数pp，在调用它的时候，每次实现不同的功能。
输入a和b两个数，第一次调用pp时找出a和b中大者，第二次找出a和b中小者。
#include
intmax（int,int）;//函数原型声明
intmin（int,int）;//函数原型声明
voidpp（int,int,int（*p）（int,int））;//函数原型声明
voidmain（）
{
inta,b;
scanf（"%d,%d",&a,&b）;
printf（"max="）;
pp（a,b,max）;
printf（"min="）;
pp（a,b,min）;
}
intmax（intx,inty）//求x,y中的大者
{
returnx>y?
x:
y;
}
intmin（intx,inty）//求x,y中的小者
{
returnxx:
y;
}
voidpp（intx,inty,int（*p）（int,int））
{
intresult;
result=（*p）（x,y）;
printf（"%d\n",result）;
}
运行情况如下：
enteraandb:
2,6
max=6
min=2
注意：
程序中使用的函数指针fp，将随着输入条件n的不同而指向不同的函数，从而达到在不同条件下调用不同函数的目的。
5.2返回值为指针的函数
函数被调用后，可以由函数中的return语句返回一个值到主调函数中。
函数的返回值可以是整型值、字符值、实型值等，也可以是返回指针型的数据，即地址。
返回值为指针的函数，与以前的函数概念类似，只是返回的值的类型是指针类型而已，此类函数通常称为指针函数。
指针函数定义形式：
类型名*函数名（形参表定义）
{
函数体
}
如：
int*func（intx，inty）;
其中，func是函数名，其返回值类型是“指向整型的指针”，也即函数值是一个指针，指向一个整型变量，函数的形参为intx和inty。
5.2.1指针函数应用举例
例5.5由键盘输入1～12自然数，再调用指针函数输出英文名被调用程序中应定义指针函数。
#include
char*month_name（intn）
{staticchar*name[13]={
"ILLEGAL",
"JANUARY",
"FEBRUARY",
"MARCH",
"APRIL",
"MAY",
"JUNE",
"JULY",
"AUGUST",
"SEPTEMBER",
"OCTOBET",
"NOVEMBER",
"DECEMBER"};
return（（n<1||n>12）?
name[0]:
name[n]）;
}
voidmain（）
{char*month_name（int）;/*说明一个指针函数，由于函数定义在先，此语句可省略*/
intn;
scanf（"%d",&n）;
printf（"%s",month_name（n））;
}
例5.6编一函数，在一组字符串中找出按字典序最大的字符串。
#include
#include
char*find_max（char*str[],intn）//声明函数返回值为指向字符的指针
{
inti;
char*p;
p=str[0];//假设str[0]及p所指向的字符串按字典序最大
for（i=1;iif（strcmp（str[i],p）>0）
p=str[i];//使p指向按字典序最大的字符串
returnp;//返回指针值
}
voidmain（）
{
char*a[5]={"ABc","abc","Abc","abcd","abca"};
printf（"%s\n",find_max（a,5））;
}
运行结果：
abcd
分析：
char*find_max（char*str[]，intn）声明函数返回值为一个指向字符或字符串的指针。
形式参数char*str[]表示它是一个指针数组，指针数组中的每个元素相当于一个指针变量，分别指向不同字符串的首地址。
strcmp（str[i]，p）表示str[i]和p指向的两个字符串从左至右逐个字符相比较（按ASCII码值大小比较），直到出现不同的字符或遇到‘\0’为止。
如果全部字符相同，则认为相等（返回0值）；若出现不同的字符，则以第一个不相同的字符比较结果为准（返回其ASCII码的差值）。
例5.7有若干学生的成绩（每个学生四门课程），要求用户在输入学生序号（假设从0号开始）后，能输出该学生的全部成绩。
#include
float*search（float（*pointer）[4],intn）;/*函数原型声明*/
voidmain（）
{
staticfloatscore[][4]={{65,70,80,90},{76,89,67,88},{84,78,90,76}};
float*p;
inti,num;
printf（"Enterthenumberofstudent:
"）;
scanf（"%d",&num）;
printf（"ThescoresofNo.%dare:
\n",num）;
p=search（score,m）;/*在score数组中查询m号学生的成绩*/
/*p指向m号学生第0门课程*/
for（i=0;i<4;i++）
printf（"%5.2f\t",*（p+i））;
}
float*search（float（*pointer）[4],intn）
{
float*pp;/*pp是指向实数的指针，pointer是指向数组的指针*/
pp=*（pointer+n）;/*pp=（float*）（pointer+n）*/
returnpp;
}
运行结果如下：
Enterthenumberofstudent：
2
ThescoresofNo.2are:
84.0078.0090.0076.00
注意
float（*pointer）[4]，其中的pointer是一个指向一维数组的指针变量，数组元素个数为4（四门课程），即pointer指向一个学生的四门成绩。
main（）函数调用search函数，将score数组的首地址传给pointer（注意score是一个二维数组名，所以score也是一个指向行的指针，而不是指向列元素的指针）。
输入学生序号后，使pp指向该学生第0门课程，赋值给p。
*（p+i）表示此学生第i门课程的成绩。
例5.8编一函数，在字符串中找出一个子串的首地址。
#include
#include
char*find_str（char*s1,char*s2）
{
inti,j,ls2;
ls2=strlen（s2）;//求子串s2的长度ls2
for（i=0;i{
for（j=0;jif（s1[j+i]!
=s2[j]）
break;
if（j==ls2）
returns1+i;
}/*查找s1+i是否为所求的地址值。
具体思想为：
从地址s1+i起的ls2个
字符与从地址s2起的ls2个字符均对应相同，则s1+i是所求地址。
*/
returnNULL;//NULL为空指针
}
voidmain（）
{
char*src="Windows98Office97Microsoft",*dest="Office97",*pp;
pp=find_str（src,dest）;//返回的地址值送给指针变量pp
if（pp!
=NULL）
printf（"%s\n",pp）;
else
printf（"notfind:
%s\n",dest）;
}
运行结果为：
Office97Microsoft
注意函数*find_str返回字符串s2在s1中第一次出现的首地址，当查找不到时返回空指针值NULL。
5.2.2指针函数和函数指针比较
指针函数和函数指针这两个概念都是简称。
它们的区别如表5.1所示。
表5.1函数指针和指针函数的区别
函数指针
指针函数
含义：
指向函数的入口地址的指针
含义：
调用函数后返回值为指针
定义形式：
类型（*p）（形式参数表）
定义形式：
类型*p（形式参数表）
本质：
指针
本质：
函数
5.3命令行参数
5.3.1命令行参数的概念
所谓“命令行参数”，一般是在DOS环境下所输入的命令及其参数。
执行文件的形式为：
命令名参数1参数2...参数n（回车）。
命令名和各参数之间用空格分隔。
例如，若有一命令文件名为disp，现要将两个字符串“Zhejiang”，“Hangzhou”作为参数传送给main函数。
可以写成以下形式：
dispZhejiangHangzhou
带参数的命令行文件的编辑步骤：
首先编辑一个名为disp.c（或disp.cpp）的文件，然后将之经过编译、连接后产生disp.exe文件，最后在Dos命令提示符下输入带参数的命令然后回车即可。
5.3.2命令行参数的表示方法
在编辑C语言源程序时，main（）函数应带有两个参数，形式为：
voidmain（intargc,char*argv[]）
{
……
}
注意
（1）形参argc是命令行中参数的个数，可执行文件名本身也算一个，以空格分隔。
（2）形参argv是一个字符指针数组，argv是一个数组名，元素个数为形参argc的值，其元素为指向命令行字符串的指针，指针数组argv[argc-1]分别指向命令行各参数的首地址。
5.3.3命令行参数使用举例
例5.9编一程序，显示命令行上的所有参数（不包括命令名），源程序名为echo.c。
#include
voidmain（intargc,char*argv[]）
{
inti;
i=0;
while（argc>1）
{
++i;
printf（"%s\n",argv[i]）;
--argc;
}
}
编译连接后生成应用程序文件echo.exe，进入DOS环境，在命令行输入：
disp Zhejiang Hangzhou
运行结果为：
Zhejiang
Hangzhou
程序运行时，系统自动作如下赋值：
命令行参数的个数（含命令）3赋给argc，因为输入的参数为3个，分别为：
dispzhejianghangzhou。
argv[0]指向字符串"disp"的首地址；argv[1]指向字符串"Zhejiang"的首地址；argv[2]指向字符串"Hangzhou"的首地址。
思考：
如文件名前有路径，它们都保存在argv[0]中，请调试当把++i放在printf语句后，程序的运行情况如何？
例5.10用一程序实现文件的加密和解密。
约定：
c程序取名为lock.c，程序的可执行文件名为lock.exe，其用法为：
lock+|-<被处理的文件名>，其中“+”为加密，“-”为解密。
#include
voidmain（intargc,char*argv[]）
{
charc;
if（argc!
=3）printf（"参数个数不对！
\n"）;
else
{c=*argv[1];/*截取第二个实参字符串的第一个字符*/
switch（c）
{case'+':
/*执行加密*/
{/*加密程序段*/
printf（"执行加密程序段。
\n"）;
}
break;
case'-':
/*执行解密*/
{/*解密程序段*/
printf（"执行解密程序段。
\n"）;
}
break;
default:
printf（"第二个参数错误！
\n"）;
}
}
}
注意
（1）形参argc的值为3，因为有三个参数”lock”、”+|-“、被处理的文件名。
（2）元素argv[0]指向第1个实参字符串“lock”，元素argv[1]指向第2个实参字符串“＋|－”，元素argv[2]指向第3个实参字符串“被处理的文件名”。
（3）main函数中的形参不一定命名为argc和argv，可以是任意的名字，只是人们习惯用argc，argv而已。
习题
1．输入3个整数，按从小到大的顺序输出（用函数指针调用实现）。
2．输入3个字符串，按从小到大的顺序输出（用函数指针调用实现）。
3．用函数指针来实现：
写一个程序，输入x的值，输出相应的结果。
4．从键盘输入10名学生的成绩，显示其中的最高分、最低分及平均成绩（要求用指针来编写程序）。
5．编制函数，在字符串数组中查找与另一个字符串相等的字符串，函数的返回值为字符串的地址或NULL值（当找不到时）。
6．以下程序输出的结果是（）。
#include
intfuna（inta,intb）
{
returna+b;
}
intfunb（inta,intb）
{
returna-b;
}
intsub（int（*t）（int,int）,intx,inty）
{
return（（*t）（x,y））;
}
voidmain（）
{
intx,（*p）（int,int）;
p=funa;
x=sub（p,9,3）;
x+=sub（funb,8,3）;
printf（"%d\n",x）;
}
7．阅读下面程序。
#include
voidmain（inta,char**ar）
{
a--;
printf（"%d",a）;
if（a==0）exit（0）;
main（a,ar）;
}
如文件名为pro.c编译后在命令行输入C:
\>proaaaaaabbbbbccccddd，写出程序运行的结果。
8．编一程序，输入星期的序号0～6，输出中文的星期名。
9．编写一个带命令行参数的程序prog.c。
当运行progfilename时将文本文件filename按原样在标准输出（终端）上输出；当运行prog－nfilename时将文本文件按原样在标准输出（终端）上输出，并在各行开头显示当前行行号（从1:
开始，如1:
XXXXXXXX）；其他运行方式均显示出错信息。
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