1、第八章第八章 指针指针 指针是指针是C语言中的一个重要概念。掌握语言中的一个重要概念。掌握指针的用法，可使程序简洁、高效、灵活，指针的用法，可使程序简洁、高效、灵活，但并不难学。但并不难学。为了了解什么是指针，先看一个小故事：为了了解什么是指针，先看一个小故事：地下工作者阿金接到上级指令，要去寻找打地下工作者阿金接到上级指令，要去寻找打开密电码的密钥，这是一个整数。几经周折，才探开密电码的密钥，这是一个整数。几经周折，才探知如下线索，密钥藏在一栋三年前就被贴上封条的知如下线索，密钥藏在一栋三年前就被贴上封条的小楼中。一个风雨交加的夜晚，阿金潜入了小楼，小楼中。一个风雨交加的夜晚，阿金潜入了小楼
2、，房间很多，不知该进哪一间，正在一筹莫展之际，房间很多，不知该进哪一间，正在一筹莫展之际，忽然走廊上的电话铃声响起。艺高人胆大，阿金毫忽然走廊上的电话铃声响起。艺高人胆大，阿金毫不迟疑，抓起听筒，只听一个陌生人说：不迟疑，抓起听筒，只听一个陌生人说：“去打开去打开211211房间，那里有线索房间，那里有线索”。阿金疾步上楼，打开。阿金疾步上楼，打开211211房间，用电筒一照，只见桌上赫然房间，用电筒一照，只见桌上赫然6 6个大字：地址个大字：地址10001000。阿金眼睛一亮，迅速找到。阿金眼睛一亮，迅速找到10001000房间，取出重房间，取出重要数据要数据6666，完成了任务。，完成了任
3、务。8.1 变量的地址和指针变量的地址和指针 1.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。2.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：void main()int num;scanf(%d,&num);printf(num=%dn,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
4、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4字节存储单元为3000至3003，则起始地址3000就是变量num在内存中的地址。3.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：(1)直接访问直接访问直接利用变量的地址进行存取 1)上例中scanf(“%d”,&num)的执行过程是这样的：用变量名num作为索引值，检索符号表，找到变量num的起始地址3000；然后将键盘输入的值（假设为）
5、送到内存单元3000至3003中。此时，变量num在内存中的地址和值。2）printf(num=%dn,num)的执行过程，与scanf()很相似：首先找到变量num的起始地址3000，然后从3000至3003中取出其值，最后将它输出。（2）间接访问间接访问通过另一变量访问该变量的值 语言规定：在程序中可以定义一种特殊的变量（称为指针变量），用来存放其它变量的地址。例如，假设定义了这样一个指针变量num_pointer，它被 分 配 到 4 0 0 0-4 0 0 3 单 元，其 值 可 通 过 赋 值 语 句“num_pointer=num；”得到。此时，指针变量num_pointer的值就
6、是变量num在内存中的起始地址3000。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3000-3003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，可以用某人甲（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，从丙处获得乙的去向，然后再找乙（即间接访问）。4.指针与指针变量指针与指针变量（1）指针即地址 一个变量的地
7、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=#/*使num_pointer指向num*/*num_pointer=3;/*将3赋给
8、指针变量num_pointer所指向的变量*/注意：后两句的次序不能调换！注意：后两句的次序不能调换！8.2 指针变量的定义与应用指针变量的定义与应用 8.2.1 指针变量的定义与相关运算指针变量的定义与相关运算例例8.1 指针变量的定义与相关运算示例。void 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*/p_int=&num_int;/*取变量
9、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);程序运行结果：num_int=12,*p_int=12num_f=3.14,*p_f=3.14num_ch=p,*p_ch=p 程序说明程序说明：（
10、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：数据类型数据类型 *指针变量指针变量,*指针变量指针变量2;注意注意：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），且只能是相同类注意：指针变量只能存放指针（地址），且只能
11、是相同类型变量的地址。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，而非访问指针运算符。例8.2 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。void main()int num1,num2;int*num1_p=&num1,*num2_p=&num2,*pointer;printf(“I
12、nput 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”,*num1_p,*num2_p);9&num1&num26num1num2num1_pnum2_p&num1123程
13、序运行情况：Input the first number:9Input the second number:6num1=9,num2=6min=6,max=9程序说明程序说明：（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。本案例的处理思路处理思路是：交换指针变量num1_p 和num2_p的值，而不是变量num1和num2的值（变量num1和n
14、um2并未交换，仍保持原值），最后通过指针变量输出处理结果。8.2.2 指针变量作函数参数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。例例8.3 使用函数调用方式改写例例8.2，要求实参为指针变量。#include void swap(int*pointer1,int*pointer2)int temp;temp=*pointer1;*pointer1=
15、*pointer2;*pointer2=temp;/*主函数main()*/void 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 second number:”);scanf(“%d”,num2_p);printf(“num1=%d,num2=%dn”,num1,num2);if(*num1_p *num2_p)/*即(num1num2)*/
16、swap(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);程序运行情况：Input the first number:9Input the second number:6num1=9,num2=6min=6,max=99&num1num1num1_p6&num2num2num2_p9&num1num1num1_p6&num2num2num2_p&num1pointer112&num2pointer234例例8.3_1 使用函数调用方式改写例例8.2，要求实参为指针变量。#inclu
17、de void swap(int*pointer1,int*pointer2)int*temp;temp=pointer1;pointer1=pointer2;pointer2=temp;/*主函数main()*/void 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 second number:”);scanf(“%d”,num2_p);pr
18、intf(“num1=%d,num2=%dn”,num1,num2);if(*num1_p *num2_p)/*即(num1num2)*/swap(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);程序运行情况：Input the first number:9Input the second number:6num1=9,num2=6min=9,max=6&num1pointer1&num2pointer2&num1temp1&num2pointer1&num2pointer2&nu
19、m1temp2&num2pointer1&num1pointer2&num1temp3例例8.3_2 使用函数调用方式改写例例8.2，要求实参为指针变量。#include void swap(int*pointer1,int*pointer2)int*temp;*temp=*pointer1;/temp无初始化，悬空指针 *pointer1=*pointer2;*pointer2=*temp;/*主函数main()*/void main().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
20、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。例例8.4 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函数调用的实参来实现。void swap(int*pointer1,int*pointer2)int temp;temp=*pointer1;*pointer1=*pointer2;*pointer2=temp;/*主函数main()*/
21、void main()int num1,num2,num3;/*从键盘上输入3个整数*/printf(“Input the first number:”);scanf(“%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*/swap(&num1,&num2);
22、if(num2 num3)swap(&num2,&num3);if(num1 num3)swap(&num1,&num3);/*输出排序结果*/printf(“排序结果:%d,%d,%dn”,num1,num2,num3);测试用例1：12，6，9测试用例2：9，12，6测试用例3：9，6，12 测试用例4：12，9，6（最差情况）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:12,9,6 例例8.5 编写函数add(int*a
23、,int*b),函数中把指针a，b所指的存储单元中的两个值相加，然后将和值作为函数值返回。#include int add(int*a,int*b)int sum;sum=*a+*b;return sum;void main()int x,y,z;scanf(“%d,%d”,&x,&y);z=add(&x,&y);printf(“%d+%d=%dn”,x,y,z);例例8.6 把主函数中变量i和j中存放较大数的那个地址作为函数值返回。#includeint*fun(int*a,int*b)if(*a*b)return a;return b;void main()int*p,I,j;scanf(
24、“%d,%d”,&i,&j);p=fun(&i,&j);printf(“i=%d,j=%d,max=%dn”,i,j,*p);例例8.7 请编写函数，其功能是对传送过来的两个浮点数求出和值与差值，并通过形参送回调用函数。#includefloat add(float x,float y)return x+y;float sub(float x,float y)return x-y;void addsubResult(float x,float y,float*addR,float*subR)*addR=add(x,y);*subR=sub(x,y);void main()float addRe
25、sult,subResult,i,j;scanf(%f,%f,&i,&j);addsubResult(i,j,&addResult,&subResult);printf(i=%f,j=%f,i+j=%f,i-j=%fn,i,j,addResult,subResult);例例8.8 请编写函数，对传送过来三个数选出最大值和最小值，并通过形参传回调用函数。#includeint max(int x,int y)return xy?x:y;int min(int x,int y)return xy?x:y;void minmaxResult(int x,int y,int z,int*minR,int*maxR)*minR=min(x,min(y,z);*maxR=max(x,max(y,z);void main()int minResult,maxResult,i,j,k;scanf(%d,%d,%d,&i,&j,&k);minmaxResult(i,j,k,&minResult,&maxResult);printf(i=%d,j=%d,k=%d,the min=%d,the max=%dn,i,j,k,minResult,maxResult);
