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1、计划章节计划章节 第九章 指 针【章节计划】 【目的要求】 1、掌握指针和指针变量的概念、定义与应用；2、掌握指针、指针变量与数组之间的关系；3、了解指针、指针变量与字符串之间的关系；4、掌握指针、指针变量与函数之间的关系【教学重点】 指针和指针变量的概念、定义与应用； 指针与数组、字符串和函数之间的关系；【教学难点】 指针与数组、字符串和函数之间的关系【教学内容】 9-1 指针和指针变量的概念9-2 指针变量的定义与应用9-3 数组的指针和指向数组的指针变量9-4 字符串的指针和指向字符串的指针变量9-5 返回指针值的函数9-6 指针数组与主函数main()的形参9-7 函数的指针和指向函数

2、的指针变量【学时分配】 9-1 9-3 2学时 9-4 9-7 1学时 实 验 1学时 习 题 2学时 共计：6学时 第9章 指 针（第二十六讲）【授课日期】 【周次】 【星期】【课 题】 指 针（一）【目的与要求】 1、掌握指针和指针变量的概念、定义与应用；2、掌握指针、指针变量与数组之间的关系；【教学重点】 指针、指针变量与数组之间的关系【教学难点】 指针、指针变量与数组之间的关系【教学方法】 引导讲解式，实践演示法【教 具】 电子课件、turboc2.0【学 时】 两学时 引 入 10分钟 讲 授 80分钟 小 结 10分钟【课 型】 理论教学，实践教学【参考资料】 谭浩强主编C程序设计

3、，清华大学出版社，1999 徐建民主编C语言程序设计，电子工业出版社，2002【后 记】【审 批】 【教学内容】91 指针和指针变量的概念一、内存地址内存中存储单元的编号（1）计算机硬件系统的内存储器中，拥有大量的存储单元（容量为字节）。为了方便管理，必须为每一个存储单元编号，这个编号就是存储单元的“地址”。每个存储单元都有一个惟一的地址。（2）在地址所标识的存储单元中存放数据。注意：内存单元的地址与内存单元中的数据是两个完全不同的概念。二、变量地址系统分配给变量的内存单元的起始地址假设有这样一个程序：main() int num; scanf(%d,&num); printf(num=%dn

4、, num); C编译程序编译到该变量定义语句时，将变量num 登录到“符号表”中。符号表的关键属性有两个：一是“标识符名（id）” ，二是该标识符在内存空间中的“地址（addr）” 。为描述方便，假设系统分配给变量num的2字节存储单元为 3000 和3001，则起始地址3000就是变量num在内存中的地址。三、变量值的存取通过变量在内存中的地址进行系统执行“scanf(”%d“,&num);”和“printf(”num=%dn“, num);”时，存取变量num值的方式可以有两种：例如，假设定义了这样一个指针变量num_pointer，它被分配到4000、4001单元，其值可通过赋值语句“

5、num_pointer=num；”得到。此时，指针变量num_pointer的值就是变量num在内存中的起始地址3000，如图9-1所示。通过指针变量num_pointer存取变量num值的过程如下：首先找到指针变量num_pointer的地址（4000），取出其值3000（正好是变量num 的起始地址）； 然后从3000、3001中取出变量num的值（3）。 （3）两种访问方式的比较 两种访问方式之间的关系，可用某人甲（系统）要找某人乙（变量）来类比。一种情况是，甲知道乙在何处，直接去找就是（即直接访问）。另一种情况是，甲不知道乙在哪，但丙（指针变量）知道，此时甲可以这么做：先找丙，从丙处获

6、得乙的去向，然后再找乙（即间接访问）。四、指针与指针变量（1）指针即地址 一个变量的地址称为该变量的指针。通过变量的指针能够找到该变量。（2）指针变量专门用于存储其它变量地址的变量指针变量num_pointer的值就是变量num的地址。指针与指针变量的区别，就是变量值与变量的区别。（3）为表示指针变量和它指向的变量之间的关系，用指针运算符“*”表示。 例如，指针变量num_pointer与它所指向的变量num的关系，表示为：*num_pointer，即*num_pointer等价于变量num。因此，下面两个语句的作用相同：num=3; /*将3直接赋给变量num*/num_pointer=&n

7、um; /*使num_pointer指向num */*num_pointer=3; /*将3赋给指针变量num_pointer所指向的变量*/92 指针变量的定义与应用一、指针变量的定义与相关运算案例9.1 指针变量的定义与相关运算示例。 /*案例代码文件名：AL9_1.C*/main() int num_int=12, *p_int; /*定义一个指向int型数据的指针变量p_int */ float num_f=3.14, *p_f; /*定义一个指向float型数据的指针变量p_f */ char num_ch=p, *p_ch; /*定义一个指向char型数据的指针变量p_ch */

8、p_int=&num_int; /*取变量num_int的地址，赋值给p_int */ p_f=&num_f; /*取变量num_f的地址，赋值给p_f */ p_ch=&num_ch; /*取变量num_ch的地址，赋值给p_ch */ printf(“num_int=%d, *p_int=%dn”, num_int, *p_int); printf(“num_f=%4.2f, *p_f=%4.2fn”, num_f, *p_f); printf(“num_ch=%c, *p_ch=%cn”, num_ch, *p_ch); 程序演示 程序运行结果：num_int=12, *p_int=12

9、num_f=3.14, *p_f=3.14num_ch=p, *p_ch=p程序说明：（1）头三行的变量定义语句指针变量的定义与一般变量的定义相比，除变量名前多了一个星号“*” （指针变量的定义标识符）外，其余一样：数据类型 *指针变量, *指针变量2;注意：此时的指针变量p_int、p_f、p_ch，并未指向某个具体的变量（称指针是悬空的）。使用悬空指针很容易破坏系统，导致系统瘫痪。(2)中间三行的赋值语句取地址运算()取地址运算的格式： 变量例如，&num_int、&num_f、&num_ch的结果，分别为变量num_int、num_f、num_ch的地址。注意：指针变量只能存放指针（地址

10、），且只能是相同类型变量的地址。例如，指针变量p_int、p_f、p_ch，只能分别接收int型、float型、char型变量的地址，否则出错。（3）后三行的输出语句指针运算（*）使用直接访问和间接访问两种方式，分别输出变量num_int、num_f、num_ch的值。注意：这三行出现在指针变量前的星号“*”是指针运算符，访问指针变量所指向的变量的值，而非指针运算符。案例9.2 使用指针变量求解：输入2个整数，按升序（从小到大排序）输出。/*案例代码文件名：AL9_2.C*/*程序功能：使用指针变量求解2个整数的升序输出*/main() int num1,num2; int *num1_p=&

11、num1, *num2_p=&num2, *pointer; printf(“Input the first number: ”); scanf(“%d”,num1_p); printf(“Input the second number: ”); scanf(“%d”,num2_p); printf(“num1=%d, num2=%dn”, num1, num2); if( *num1_p *num2_p ) /*如果num1num2，则交换指针*/ pointer= num1_p, num1_p= num2_p, num2_p=pointer; printf(“min=%d, max=%dn

12、”, *num1_p, *num2_p); 程序演示 程序运行情况：Input the first number:9Input the second number:6num1=9, num2=6min=6, max=9程序说明：（1）第5行的if语句 如果*num1_p*num2_p （即num1num2），则交换指针，使num1_p指向变量num2（较小值），num2_p指向变量num1（较大值）。（2）printf(“min=%d, max=%dn”, *num1_p, *num2_p); 语句：通过指针变量，间接访问变量的值。本案例的处理思路是：交换指针变量num1_p 和num2_p的

13、值，而不是变量num1和num2的值（变量num1和num2并未交换，仍保持原值），最后通过指针变量输出处理结果。二、指针变量作函数参数1.指针变量，既可以作为函数的形参，也可以作函数的实参。2.指针变量作实参时，与普通变量一样，也是“值传递”，即将指针变量的值（一个地址）传递给被调用函数的形参（必须是一个指针变量）。注意：被调用函数不能改变实参指针变量的值，但可以改变实参指针变量所指向的变量的值。案例9.3 使用函数调用方式改写案例9.2，要求实参为指针变量。/*案例代码文件名：AL9_3.C*/*/*exchange()功能：交换2个形参指针变量所指向的变量的值 */*形参：2个，均为指向

14、整型数据的指针 */*返回值：无 */*/void exchange(int *pointer1, int *pointer2) int temp; temp=*pointer1, *pointer1=*pointer2, *pointer2=temp; /*主函数main()*/main() int num1,num2; /*定义并初始化指针变量num1_p和 num2_p */ int *num1_p=&num1, *num2_p=&num2;printf(“Input the first number: ”); scanf(“%d”, num1_p); printf(“Input the

15、 second number: ”); scanf(“%d”, num2_p); printf(“num1=%d, num2=%dn”, num1, num2); if( *num1_p *num2_p ) /* 即num1num2)*/ exchange(num1_p, num2_p); /*指针变量作实参*/ /*输出排序后的num1和num2的值*/ printf(“min=%d, max=%dn”, num1, num2); 程序演示程序运行情况：Input the first number:9Input the second number:6num1=9, num2=6min=6,

16、max=9调用函数exchange()之前、之时、结束时和结束后的情况，如图9-5所示。形参指针变量pointer1（指向变量num1）和pointer2（指向变量num2），在函数调用开始时才分配存储空间，函数调用结束后立即被释放。虽然被调用函数不能改变实参指针变量的值，但可以改变它们所指向的变量的值。总结：为了利用被调用函数改变的变量值，应该使用指针（或指针变量）作函数实参。其机制为：在执行被调用函数时，使形参指针变量所指向的变量的值发生变化；函数调用结束后，通过不变的实参指针（或实参指针变量）将变化的值保留下来。案例9.4 输入3个整数，按降序（从大到小的顺序）输出。要求使用变量的指针作

17、函数调用的实参来实现。/*案例代码文件名：AL9_4.C*/*/*exchange()功能：交换2个形参指针变量所指向的变量的值 */*形参：2个，均为指向整型数据的指针变量 */*返回值：无 */*/void exchange(int *pointer1, int *pointer2) int temp; temp=*pointer1, *pointer1=*pointer2, *pointer2=temp; /*主函数main()*/main() int num1,num2,num3; /*从键盘上输入3个整数*/ printf(“Input the first number: ”); s

18、canf(“%d”, &num1); printf(“Input the second number: ”); scanf(“%d”, &num2); printf(“Input the third number: ”); scanf(“%d”, &num3); printf(“num1=%d, num2=%d, num3=%dn”, num1, num2, num3); /*排序*/ if( num1 num2 ) /*num1num2*/ exchange( &num1, &num2 ); if( num1 num3 ) exchange( &num1, &num3 ); if( num2

19、 num3 ) exchange( &num2, &num3 ); /*输出排序结果*/ printf(“排序结果: %d, %d, %dn”,num1,num2,num3); 程序演示 程序运行情况：Input the first number:9Input the second number:6Input the third number:12num1=9, num2=6, num3=12排序结果: 12, 9, 693 数组的指针和指向数组的指针变量一、概 述1.概念：数组的指针数组在内存中的起始地址，数组元素的指针数组元素在内存中的起始地址。2.指向数组的指针变量的定义指向数组的指针变

20、量的定义，与指向普通变量的指针变量的定义方法一样。例如，int array10, *pointer=array(或&array0);或者： int array10, *pointer; pointerarray;注意：数组名代表数组在内存中的起始地址（与第1个元素的地址相同），所以可以用数组名给指针变量赋值。3.数组元素的引用数组元素的引用，既可用下标法，也可用指针法。使用下标法，直观；而使用指针法，能使目标程序占用内存少、运行速度快。二、通过指针引用数组元素如果有“int array10,*pointer=array;” ，则：（1）pointer+i和array+i都是数组元素arrayi

21、的地址，如图9-6所示。 （2）*(pointer+i)和*(array+i)就是数组元素arrayi。（3）指向数组的指针变量，也可将其看作是数组名，因而可按下标法来使用。例如，pointeri等价于*(pointer+i)。注意：pointer+1指向数组的下一个元素，而不是简单地使指针变量pointer的值+1。其实际变化为pointer+1*size(size为一个元素占用的字节数）。例如，假设指针变量pointer的当前值为3000，则pointer+1为3000+1*2=3002，而不是3001。案例9.5 使用指向数组的指针变量来引用数组元素。/*案例代码文件名：AL9_5.C*

22、/*程序功能：使用指向数组的指针变量来引用数组元素*/main() int array10, *pointer=array, i; printf(“Input 10 numbers: ”); for(i=0; i10; i+) scanf(“%d”, pointer+i); /*使用指针变量来输入数组元素的值*/ printf(“array10: ”); for(i=0; i10; i+) printf(“%d ”, *(pointer+i); /*使用指向数组的指针变量输出数组*/ printf(“n”); 程序演示程序运行情况：Input 10 numbers: 0 1 2 3 4 5 6

23、 7 8 9array10: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9程序说明：程序中第3行和第6行的2个for语句，等价于下面的程序段：for(i=0; i10; i+,pointer+) scanf(“%d”,pointer);printf(“array10: ”);pointer=array; /*使pointer重新指向数组的第一个元素*/for(i=0; i10; i+,pointer+) printf(“%d”,*pointer);思考题：（1）如果去掉“pointer=array;”行，程序运行结果会如何？请上机验证。（2）在本案例中，也可以不使用i来作循环控制变量，程序怎么修改？

24、提示：指针可以参与关系运算。说明：（1）指针变量的值是可以改变的，所以必须注意其当前值，否则容易出错。（2）指向数组的指针变量，可以指向数组以后的内存单元，虽然没有实际意义。（3）对指向数组的指针变量（px和py）进行算术运算和关系运算的含义1）可以进行的算术运算，只有以下几种：pxn, px+/+px, px-/-px, px-pypxn：将指针从当前位置向前（+n）或回退（-n）n个数据单位，而不是n个字节。显然，px+/+px和px-/-px是pxn的特例（n=1）。px-py：两指针之间的数据个数，而不是指针的地址之差。2）关系运算 表示两个指针所指地址之间、位置的前后关系：前者为小，

25、后者为大。例如，如果指针px所指地址在指针py所指地址之前，则pxpy的值为1。三、再论数组作函数参数数组名作形参时，接收实参数组的起始地址；作实参时，将数组的起始地址传递给形参数组。 引入指向数组的指针变量后，数组及指向数组的指针变量作函数参数时，可有种等价形式（本质上是一种，即指针数据作函数参数）：（1）形参、实参都用数组名（2）形参、实参都用指针变量（3）形参用指针变量、实参用数组名（4）形参用数组名、实参用指针变量四、二维数组的指针及其指针变量 1. 2维数组的指针假设有如下数组定义语句： int array34;（1）从2维数组角度看，数组名array代表数组的起始地址， 是一个以行

26、为单位进行控制的行指针：array+i：行指针值，指向2维数组的第i行。*(array+i)：（列）指针值，指向第i行第列（控制由行转为列，但仍为指针）。*(*(array+i)：数组元素arrayi0的值。用array作指针访问数组元素arrayij的格式： *(*(array+i)j)注意：行指针是一个级指针，如图9-7所示。（2）从1维数组角度看，数组名array和第1维下标的每一个值， 共同构成一组新的1维数组名array0、array1、array2，它们均由4个元素组成。语言规定：数组名代表数组的地址，所以arrayi是第i行1维数组的地址， 它指向该行的第0列元素，是一个以数组元

27、素为单位进行控制的列指针：arrayi+j：（列）指针值，指向数组元素arrayij。*(arrayi+j)：数组元素arrayij的值。如果有“int array34,*p=array0；”，则p+1指向下一个元素。用p作指针访问数组元素arrayij的格式： *(p+(*每行列数+j) )2.行指针变量指向由n个元素组成的一维数组的指针变量(1)定义格式： 数据类型 (*指针变量)n;注意：“*指针变量”外的括号不能缺，否则成了指针数组数组的每个元素都是一个指针指针数组（本章第6节介绍）。(2)赋值： 行指针变量 2维数组名 | 行指针变量; 案例9.6 使用行指针和列指针两种方式输出2维

28、数组的任一元素。（1） 使用行指针/*案例代码文件名：AL9_6_1.C*/*程序功能：使用行指针输出2维数组的任一元素*/main() int array34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; int (*pointer)4, row, col; pointer=array; printf(“Input row = ”); scanf(“%d”, &row); printf(“Input col = ”); scanf(“%d”, &col);printf(“array%1d%1d = %dn”, row, col, *(*(pointer+row)+col); 程序演

29、示程序运行情况： Input row = 1 Input col = 2 array12 = 7思考题：本题也可以直接使用数组名array作指针，应如何修改？（2）使用列指针/*案例代码文件名：AL9_6_2.C*/*程序功能：使用列指针输出2维数组的任一元素*/main() int array34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; int *pointer, row, col; /*定义一个(列)指针变量pointer*/ pointer=array0; /*给(列)指针变量pointer赋值*/ printf(“Input row = ”); scanf(“%d”,&row); printf(“Input col = ”); scanf(“%d”