1、靳润昭 C 语言教程讲义 2001 年 2 月 17 日第 1 页10 指针 .110.1 地址指针的基本概念 .110.2 变量的指针和指向变量的指针变量 .210.2.1 定义一个指针变量 .310.2.2 指针变量的引用 .310.2.3 指针变量作为函数参数 .710.2.4 指针变量几个问题的进一步说明 .1010.3 数组指针和指向数组的指针变量 .1310.3.1 指向数组元素的指针 .1310.3.2 通过指针引用数组元素 .1410.3.3 数组名作函数参数 .1610.3.4 指向多维数组的指针和指针变量 .2210.4 字符串的指针指向字符串的针指变量 .2510.4.1
2、 字符串的表示形式 .2510.4.2 使用字符串指针变量与字符数组的区别 .2810.5 函数指针变量 .2910.6 指针型函数 .3010.7 指针数组和指向指针的指针 .3110.7.1 指针数组的概念 .3110.7.2 指向指针的指针 .3410.7.3 main 函数的参数 .3610.8 有关指针的数据类型和指针运算的小结 .3710.8.1 有关指针的数据类型的小结 .3710.8.2 指针运算的小结 .3710.8.3 void 指针类型 .3810 指针指针是语言中广泛使用的一种数据类型。运用指针编程是语言最主要的风格之一。利用指针变量可以表示各种数据结构；能很方便地使用
3、数组和字符串；并能象汇编语言一样处理内存地址，从而编出精练而高效的程序。指针极大地丰富了语言的功能。学习指针是学习语言中最重要的一环，能否正确理解和使用指针是我们是否掌握语言的一个标志。同时，指针也是语言中最为困难的一部分，在学习中除了要正确理解基本概念，还必须要多编程，上机调试。只要作到这些，指针也是不难掌握的。10.1 地址指针的基本概念在计算机中，所有的数据都是存放在存储器中的。一般把存储器中的一个字节称为一个内存单元，不同的数据类型所占用的内存单元数不等，如整型量占 2 个单元，字符量占1 个单元等，在前面已有详细的介绍。为了正确地访问这些内存单元，必须为每个内存单元编上号。根据一个内
4、存单元的编号即可准确地找到该内存单元。内存单元的编号也叫做靳润昭 C 语言教程讲义 2001 年 2 月 17 日第 2 页地址。 既然根据内存单元的编号或地址就可以找到所需的内存单元，所以通常也把这个地址称为指针。 内存单元的指针和内存单元的内容是两个不同的概念。 可以用一个通俗的例子来说明它们之间的关系。我们到银行去存取款时， 银行工作人员将根据我们的帐号去找我们的存款单， 找到之后在存单上写入存款、取款的金额。在这里，帐号就是存单的指针， 存款数是存单的内容。对于一个内存单元来说，单元的地址即为指针，其中存放的数据才是该单元的内容。在语言中，允许用一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量
5、。因此，一个指针变量的值就是某个内存单元的地址或称为某内存单元的指针。图中，设有字符变量 C，其内容为“K” (ASCII 码为十进制数 75)，C 占用了 011A 号单元(地址用十六进数表示)。设有指针变量 P，内容为 011A，这种情况我们称为 P 指向变量C，或说 P 是指向变量 C 的指针。严格地说，一个指针是一个地址，是一个常量。而一个指针变量却可以被赋予不同的指针值，是变量。但常把指针变量简称为指针。为了避免混淆，我们中约定：“指针”是指地址，是常量， “指针变量”是指取值为地址的变量。定义指针的目的是为了通过指针去访问内存单元。既然指针变量的值是一个地址，那么这个地址不仅可以是
6、变量的地址，也可以是其它数据结构的地址。在一个指针变量中存放一个数组或一个函数的首地址有何意义呢？ 因为数组或函数都是连续存放的。通过访问指针变量取得了数组或函数的首地址，也就找到了该数组或函数。这样一来，凡是出现数组，函数的地方都可以用一个指针变量来表示，只要该指针变量中赋予数组或函数的首地址即可。这样做，将会使程序的概念十分清楚，程序本身也精练，高效。在语言中，一种数据类型或数据结构往往都占有一组连续的内存单元。 用“地址” 这个概念并不能很好地描述一种数据类型或数据结构，而“指针”虽然实际上也是一个地址，但它却是一个数据结构的首地址，它是“指向”一个数据结构的，因而概念更为清楚，表示更为
7、明确。 这也是引入“指针” 概念的一个重要原因。10.2 变量的指针和指向变量的指针变量变量的指针就是变量的地址。存放变量地址的变量是指针变量。即在语言中，允许用一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量。因此，一个指针变量的值就是某个变量的地址或称为某变量的指针。为了表示指针变量和它所指向的变量之间的关系，在程序中用“*”符号表示“指向” ，例如，i_pointer 代表指针变量，而*i_pointer 是 i_pointer 所指向的变量。i pointer 所指向的变量是 *i pointer靳润昭 C 语言教程讲义 2001 年 2 月 17 日第 3 页因此，下面两个语句作用相同：i=
8、3;*i_pointer=3;第二个语句的含义是将 3 赋给指针变量 i_pointer 所指向的变量。10.2.1 定义一个指针变量对指针变量的定义包括三个内容：(1)指针类型说明，即定义变量为一个指针变量；(2)指针变量名；(3)变量值(指针)所指向的变量的数据类型。其一般形式为：类型说明符 *变量名；其中，*表示这是一个指针变量，变量名即为定义的指针变量名，类型说明符表示本指针变量所指向的变量的数据类型。例如： int *p1;表示 p1 是一个指针变量，它的值是某个整型变量的地址。或者说 p1 指向一个整型变量。至于 p1 究竟指向哪一个整型变量，应由向 p1 赋予的地址来决定。再如：
9、int *p2; /*p2 是指向整型变量的指针变量*/float *p3; /*p3 是指向浮点变量的指针变量*/char *p4; /*p4 是指向字符变量的指针变量*/应该注意的是，一个指针变量只能指向同类型的变量，如 P3 只能指向浮点变量，不能时而指向一个浮点变量，时而又指向一个字符变量。10.2.2 指针变量的引用指针变量同普通变量一样，使用之前不仅要定义说明，而且必须赋予具体的值。未经赋值的指针变量不能使用，否则将造成系统混乱，甚至死机。指针变量的赋值只能赋予地址， 决不能赋予任何其它数据，否则将引起错误。在语言中，变量的地址是由编译系统分配的，对用户完全透明，用户不知道变量的具
10、体地址。两个有关的运算符：1) int *p=(2)赋值语句的方法int a;int *p;p=不允许把一个数赋予指针变量，故下面的赋值是错误的：int *p;p=1000;被赋值的指针变量前不能再加“*”说明符，如写为*p=int *ip;我们定义了两个整型变量 i,x,还定义了一个指向整型数的指针变量 ip。i,x 中可存放整数,而 ip 中只能存放整型变量的地址。我们可以把 i 的地址赋给 ip:ip=此时指针变量 ip 指向整型变量 i,假设变量 i 的地址为 1800,这个赋值可形象理解为下图所示的联系。以后我们便可以通过指针变量 ip 间接访问变量 i,例如:x=*ip;运算符*访
11、问以 ip 为地址的存贮区域,而 ip 中存放的是变量 i 的地址,因此,*ip 访问的是地址为 1800 的存贮区域(因为是整数,实际上是从 1800 开始的两个字节),它就是 i 所占用的存贮区域, 所以上面的赋值表达式等价于x=i;另外,指针变量和一般变量一样,存放在它们之中的值是可以改变的,也就是说可以改变它们的指向,假设int i,j,*p1,*p2;i=a;j=b;p1=p2=则建立如下图所示的联系:靳润昭 C 语言教程讲义 2001 年 2 月 17 日第 5 页这时赋值表达式:p2=p1就使 p2 与 p1 指向同一对象 i,此时*p2 就等价于 i,而不是 j,图所示:如果执
12、行如下表达式:*p2=*p1;则表示把 p1 指向的内容赋给 p2 所指的区域, 此时就变成图所示通过指针访问它所指向的一个变量是以间接访问的形式进行的,所以比直接访问一个变量要费时间,而且不直观,因为通过指针要访问哪一个变量,取决于指针的值(即指向),例如靳润昭 C 语言教程讲义 2001 年 2 月 17 日第 6 页“*p2=*p1;“实际上就是“j=i;“,前者不仅速度慢而且目的不明。但由于指针是变量,我们可以通过改变它们的指向,以间接访问不同的变量,这给程序员带来灵活性,也使程序代码编写得更为简洁和有效。指针变量可出现在表达式中, 设int x,y，*px=指针变量 px 指向整数
13、x,则*px 可出现在 x 能出现的任何地方。例如:y=*px+5; /*表示把 x 的内容加 5 并赋给 y*/y=+*px; /*px 的内容加上 1 之后赋给 y，+*px 相当于+(*px)*/y=*px+; /*相当于 y=*px; px+*/ 【例 10.1】main() int a,b;int *pointer_1, *pointer_2;a=100;b=10;pointer_1=pointer_2=printf(“%d,%dn“,a,b);printf(“%d,%dn“,*pointer_1, *pointer_2);对程序的说明：1) 在开头处虽然定义了两个指针变量 poin
14、ter_1 和 pointer_2，担它们并未指向任何一个整型变量。只是提供两个指针变量，规定它们可以指向整型变量。程序第 5、6 行的作用就是使 pointer_1 指向 a，pointer_2 指向 b。2) 最后一行的*pointer_1 和*pointer_2 就是变量 a 和 b。最后两个 printf 函数作用是相同的。3) 程序中有两处出现*pointer_1 和*pointer_2，请区分它们的不同含义。4) 程序第 5、6 行的“pointer_1=scanf(“%d,%d“,p1=p2=if(ab)p=p1;p1=p2;p2=p;printf(“na=%d,b=%dn“,a
15、,b);printf(“max=%d,min=%dn“,*p1, *p2);10.2.3 指针变量作为函数参数函数的参数不仅可以是整型、实型、字符型等数据，还可以是指针类型。它的作用是将一个变量的地址传送到另一个函数中。【例 10.3】题目同例 10.2，即输入的两个整数按大小顺序输出。今用函数处理，而且用指针类型的数据作函数参数。swap(int *p1,int *p2)int temp;temp=*p1;*p1=*p2;*p2=temp;main() int a,b;int *pointer_1,*pointer_2;scanf(“%d,%d“,pointer_1=pointer_2=if
16、(ab) swap(pointer_1,pointer_2);printf(“n%d,%dn“,a,b);对程序的说明：swap 是用户定义的函数，它的作用是交换两个变量（a 和 b）的值。swap 函数的形参p1、p2 是指针变量。程序运行时，先执行 main 函数，输入 a 和 b 的值。然后将 a 和 b 的地址分别赋给指针变量 pointer_1 和 pointer_2，使 pointer_1 指向 a，pointer_2 指向b。靳润昭 C 语言教程讲义 2001 年 2 月 17 日第 8 页接着执行 if 语句，由于 ab，因此执行 swap 函数。注意实参 pointer_1
17、和 pointer_2 是指针变量，在函数调用时，将实参变量的值传递给形参变量。采取的依然是“值传递”方式。因此虚实结合后形参 p1 的值为*temp=*p1; /*此语句有问题*/*p1=*p2;*p2=temp;靳润昭 C 语言教程讲义 2001 年 2 月 17 日第 9 页请考虑下面的函数能否实现实现 a 和 b 互换。swap(int x,int y)int temp;temp=x；x=y;y=temp;如果在 main 函数中用“swap(a,b)；” 调用 swap 函数，会有什么结果呢？请看下图所示。【例 10.4】请注意，不能企图通过改变指针形参的值而使指针实参的值改变。sw
18、ap(int *p1,int *p2) int *p;p=p1;p1=p2;p2=p;main() int a,b;int *pointer_1,*pointer_2;scanf(“%d,%d“,pointer_1=pointer_2=if(ab) swap(pointer_1,pointer_2);printf(“n%d,%dn“,*pointer_1,*pointer_2);其中的问题在于不能实现如图所示的第四步（d） 。靳润昭 C 语言教程讲义 2001 年 2 月 17 日第 10 页【例 10.5】输入 a、b、c3 个整数，按大小顺序输出。swap(int *pt1,int *pt
19、2)int temp;temp=*pt1;*pt1=*pt2;*pt2=temp;exchange(int *q1,int *q2,int *q3) if(*q1*q2)swap(q1,q2);if(*q1*q3)swap(q1,q3);if(*q2*q3)swap(q2,q3);main() int a,b,c,*p1,*p2,*p3;scanf(“%d,%d,%d“,p1=p2= p3=exchange(p1,p2,p3);printf(“n%d,%d,%d n“,a,b,c);10.2.4 指针变量几个问题的进一步说明指针变量可以进行某些运算，但其运算的种类是有限的。它只能进行赋值运算和部分算术运算及关系运算。1. 指针运算符1) 取地址运算符printf (“%d“,*p);
