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C语言指针详解

时间:2019-08-15 10:44:21来源:IT技术作者:seo实验室小编阅读:54次「手机版」
 

c语言指针

指针变量的类型说明

对指针变量的类型说明包括三个内容

(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:

      staic int *p2; /*p2是指向静态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。

指针变量的赋值

 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,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。 C语言中提供了地址运算符&来表示变量的地址。其一般形式为: & 变量名; 如&a变示变量a的地址,&b表示变量b的地址。变量本身必须预先说明。设有指向整型变量的指针变量p,如要把整型变量a 的地址赋予p可以有以下两种方式:

(1)指针变量初始化的方法 int a;

int *p=&a;

(2)赋值语句的方法 int a;

int *p;

p=&a;

指针变量的运算

 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&

取地址运算符&是单目运算符,其结合性为自右至左,其功能是取变量的地址。在scanf函数及前面介绍指针变量赋值中,我们已经了解并使用了&运算符。

(2)取内容运算符*

取内容运算符*是单目运算符,其结合性为自右至左,用来表示指针变量所指的变量。在*运算符之后跟的变量必须是指针变量。需要注意的是指针运算符*和指针变量说明中的指针说明符* 不是一回事。在指针变量说明中,“*”是类型说明符,表示其后的变量是指针类型。而表达式中出现的“*”则是一个运算符用以表示指针变量所指的变量。

main(){

int a=5,*p=&a;

printf ("%d",*p);

}

......

表示指针变量p取得了整型变量a的地址。本语句表示输出变量a的值。

2.指针变量的运算

(1)赋值运算

指针变量的赋值运算有以下几种形式:

①指针变量初始化赋值,前面已作介绍。

②把一个变量的地址赋予指向相同数据类型的指针变量。例如:

int a,*pa;

pa=&a; /*把整型变量a的地址赋予整型指针变量pa*/

③把一个指针变量的值赋予指向相同类型变量的另一个指针变量。如:

int a,*pa=&a,*pb;

pb=pa; /*把a的地址赋予指针变量pb*/

由于pa,pb均为指向整型变量的指针变量,因此可以相互赋值。

④把数组的首地址赋予指向数组的指针变量。

例如: int a[5],*pa;

pa=a; (数组名表示数组的首地址,故可赋予指向数组的指针变量pa)

也可写为:

pa=&a[0]; /*数组第一个元素的地址也是整个数组的首地址,

也可赋予pa*/

当然也可采取初始化赋值的方法:

int a[5],*pa=a;

⑤把字符串的首地址赋予指向字符类型的指针变量。例如: char *pc;pc="c language";或用初始化赋值的方法写为: char *pc="C Language"; 这里应说明的是并不是把整个字符串装入指针变量, 而是把存放该字符串的字符数组的首地址装入指针变量。 在后面还将详细介绍。

⑥把函数的入口地址赋予指向函数的指针变量。例如: int (*pf)();pf=f; /*f为函数名*/

(2)加减算术运算

对于指向数组的指针变量,可以加上或减去一个整数n。设pa是指向数组a的指针变量,则pa+n,pa-n,pa++,++pa,pa--,--pa 运算都是合法的。指针变量加或减一个整数n的意义是把指针指向的当前位置(指向某数组元素)向前或向后移动n个位置。应该注意,数组指针变量向前或向后移动一个位置和地址加1或减1 在概念上是不同的。因为数组可以有不同的类型, 各种类型的数组元素所占的字节长度是不同的。如指针变量加1,即向后移动1 个位置表示指针变量指向下一个数据元素的首地址。而不是在原地址基础上加1。

例如:

int a[5],*pa;

pa=a; /*pa指向数组a,也是指向a[0]*/

pa=pa+2; /*pa指向a[2],即pa的值为&pa[2]*/ 指针变量的加减运算只能对数组指针变量进行, 对指向其它类型变量的指针变量作加减运算是毫无意义的。(3)两个指针变量之间的运算只有指向同一数组的两个指针变量之间才能进行运算, 否则运算毫无意义。

①两指针变量相减

两指针变量相减所得之差是两个指针所指数组元素之间相差的元素个数。实际上是两个指针值(地址) 相减之差再除以该数组元素的长度(字节数)。两个指针变量不能进行加法运算。 例如, pf1+pf2是什么意思呢?毫无实际意义

②两指针变量进行关系运算

指向同一数组的两指针变量进行关系运算可表示它们所指数组元素之间的关系。例如:

pf1==pf2表示pf1和pf2指向同一数组元素

pf1>pf2表示pf1处于高地址位置

pf1<pf2表示pf2处于低地址位置

数组指针变量的说明和使用

指向数组的指针变量称为数组指针变量。 在讨论数组指针变量的说明和使用之前,我们先明确几个关系。

一个数组是由连续的一块内存单元组成的。 数组名就是这块连续内存单元的首地址。一个数组也是由各个数组元素(下标变量) 组成的。每个数组元素按其类型不同占有几个连续的内存单元。 一个数组元素的首地址也是指它所占有的几个内存单元的首地址。 一个指针变量既可以指向一个数组,也可以指向一个数组元素, 可把数组名或第一个元素的地址赋予它。如要使指针变量指向第i号元素可以把i元素的首地址赋予它或把数组名加i赋予它。

设有实数组a,指向a的指针变量为pa,pa,a,&a[0]均指向同一单元,它们是数组a的首地址,也是0 号元素a[0]的首地址。pa+1,a+1,&a[1]均指向1号元素a[1]。类推可知a+i,a+i,&a[i]

指向i号元素a[i]。应该说明的是pa是变量,而a,&a[i]都是常量。在编程时应予以注意。

数组指针变量说明的一般形式为:

类型说明符 * 指针变量名

其中类型说明符表示所指数组的类型。 从一般形式可以看出指向数组的指针变量和指向普通变量的指针变量的说明是相同的。

引入指针变量后,就可以用两种方法来访问数组元素了。

第一种方法为下标法,即用a[i]形式访问数组元素。

第二种方法为指针法,即采用*(pa+i)形式,用间接访问的方法来访问数组元素。

数组名和数组指针变量作函数参数

在第五章中曾经介绍过用数组名作函数的实参和形参的问题。在学习指针变量之后就更容易理解这个问题了。 数组名就是数组的首地址,实参向形参传送数组名实际上就是传送数组的地址, 形参得到该地址后也指向同一数组。 这就好象同一件物品有两个彼此不同的名称一样。同样,指针变量的值也是地址, 数组指针变量的值即为数组的首地址,当然也可作为函数的参数使用。

float aver(float *pa);

main(){

float sco[5],av,*sp;

int i;

sp=sco;

printf("/ninput 5 scores:/n");

for(i=0;i<5;i++) scanf("%f",&sco[i]);

av=aver(sp);

printf("average score is %5.2f",av);

}

float aver(float *pa)

{

int i;

float av,s=0;

for(i=0;i<5;i++) s=s+*pa++;

av=s/5;

return av;

}

指向多维数组的指针变量(以二维数组为例介绍)

1,多维数组地址的表示方法

设有整型二维数组a[3][4]如下:

0 1 2 3

4 5 6 7

8 9 10 11

C语言规定,a[i]是一种地址计算方法,表示数组a第i行首地址。由此,我们得出:a[i],&a[i],*(a+i)和a+i也都是等同的。另外,a[0]也

可以看成是a[0]+0是一维数组a[0]的0号元素的首地址, 而a[0]+1则是a[0]的1号元素首地址,由此可得出a[i]+j则是一维数组a[i]的j号元素首地址,它等于&a[i][j]。由a[i]=*(a+i)得a[i]+j=*(a+i)+j,由于*(a+i)+j是二维数组a的i行j列元素的首地址。该元素的值等于*(*(a+i)+j)。

[explain]#define PF "%d,%d,%d,%d,%d,/n"

main(){

static int a[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

printf(PF,a,*a,a[0],&a[0],&a[0][0]);

printf(PF,a+1,*(a+1),a[1],&a[1],&a[1][0]);

printf(PF,a+2,*(a+2),a[2],&a[2],&a[2][0]);

printf("%d,%d/n",a[1]+1,*(a+1)+1);

printf("%d,%d/n",*(a[1]+1),*(*(a+1)+1));

}

2,多维数组的指针变量

把二维数组a 分解为一维数组a[0],a[1],a[2]之后,设p为指向二维数组的指针变量。可定义为: int (*p)[4] 它表示p是一个指针变量,它指向二维数组a 或指向第一个一维数组a[0],其值等于a,a[0],或&a[0][0]等。而p+i则指向一维数组a[i]。从前面的分析可得出*(p+i)+j是二维数组i行j 列的元素的地址,而*(*(p+i)+j)则是i行j列元素的值。

二维数组指针变量说明的一般形式为: 类型说明符 (*指针变量名)[长度] 其中“类型说明符”为所指数组的数据类型。“*”表示其后的变量是指针类型。 “长度”表示二维数组分解为多个一维数组时, 一维数组的长度,也就是二维数组的列数。应注意“(*指针变量名)”两边的括号不可少。

[Explain]main(){

static int a[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

int(*p)[4];

int i,j;

p=a;

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

for(j=0;j<4;j++) printf("%2d ",*(*(p+i)+j));

}

使用字符串指针变量与字符数组的区别

用字符数组和字符指针变量都可实现字符串的存储和运算。 但是两者是有区别的。在使用时应注意以下几个问题:

1. 字符串指针变量本身是一个变量,用于存放字符串的首地址。而字符串本身是存放在以该首地址为首的一块连续的内存空间中并以‘/0’作为串的结束。字符数组是由于若干个数组元素组成的,它可用来存放整个字符串。

2. 对字符数组作初始化赋值,必须采用外部类型或静态类型,如: static char st[]={“C Language”};而对字符串指针变量则无此限制,如: char *ps="C Language";

3. 对字符串指针方式 char *ps="C Language";可以写为: char *ps; ps="C Language";而对数组方式:

static char st[]={"C Language"};

不能写为:

char st[20];st={"C Language"};

而只能对字符数组的各元素逐个赋值。

从以上几点可以看出字符串指针变量与字符数组在使用时的区别,同时也可看出使用指针变量更加方便。前面说过,当一个指针变量在未取得确定地址前使用是危险的,容易引起错误。但是对指针变量直接赋值是可以的。因为C系统对指针变量赋值时要给以确定的地址。因此,

char *ps="C Langage";

或者 char *ps;

ps="C Language";都是合法的。

函数指针变量

在C语言中规定,一个函数总是占用一段连续的内存区, 而函数名就是该函数所占内存区的首地址。 我们可以把函数的这个首地址(或称入口地址)赋予一个指针变量, 使该指针变量指向该函数。然后通过指针变量就可以找到并调用这个函数。 我们把这种指向函数的指针变量称为“函数指针变量”。

函数指针变量定义的一般形式为:

类型说明符 (*指针变量名)();

其中“类型说明符”表示被指函数的返回值的类型。“(* 指针变量名)”表示“*”后面的变量是定义的指针变量。 最后的空括号表示指针变量所指的是一个函数。

例如: int (*pf)();

表示pf是一个指向函数入口的指针变量,该函数的返回值(函数值)是整型。

下面通过例子来说明用指针形式实现对函数调用的方法。

int max(int a,int b){

if(a>b)return a;

else return b;

}

main(){

int max(int a,int b);

int(*pmax)();

int x,y,z;

pmax=max;

printf("input two numbers:/n");

scanf("%d%d",&x,&y);

z=(*pmax)(x,y);

printf("maxmum=%d",z);

}

注意:

a. 函数指针变量不能进行算术运算,这是与数组指针变量不同的。数组指针变量加减一个整数可使指针移动指向后面或前面的数组元素,而函数指针的移动是毫无意义的。

b. 函数调用中"(*指针变量名)"的两边的括号不可少,其中的*不应该理解为求值运算,在此处它只是一种表示符号。

指针型函数

前面我们介绍过,所谓函数类型是指函数返回值的类型。 在C语言中允许一个函数的返回值是一个指针(即地址), 这种返回指针值的函数称为指针型函数。

定义指针型函数的一般形式为:

类型说明符 *函数名(形参表)

{

…… /*函数体*/

}

其中函数名之前加了“*”号表明这是一个指针型函数,即返回值是一个指针。类型说明符表示了返回的指针值所指向的数据类型。

如:

int *ap(int x,int y)

{

...... /*函数体*/

}

表示ap是一个返回指针值的指针型函数, 它返回的指针指向一个整型变量。下例中定义了一个指针型函数 day_name,它的返回值指向一个字符串。该函数中定义了一个静态指针数组name。name 数组初始化赋值为八个字符串,分别表示各个星期名及出错提示。形参n表示与星期名所对应的整数。在主函数中, 把输入的整数i作为实参, 在printf语句中调用day_name函数并把i值传送给形参 n。day_name函数中的return语句包含一个条件表达式, n 值若大于7或小于1则把name[0] 指针返回主函数输出出错提示字符串“Illegal day”。否则返回主函数输出对应的星期名。主函数中的第7行是个条件语句,其语义是,如输入为负数(i<0)则中止程序运行退出程序。exit是一个库函数,exit(1)表示发生错误后退出程序, exit(0)表示正常退出。

应该特别注意的是函数指针变量和指针型函数这两者在写法和意义上的区别。如int(*p)()和int *p()是两个完全不同的量。int(*p)()是一个变量说明,说明p 是一个指向函数入口的指针变量,该函数的返回值是整型量,(*p)的两边的括号不能少。int *p() 则不是变量说明而是函数说明,说明p是一个指针型函数,其返回值是一个指向整型量的指针,*p两边没有括号。作为函数说明, 在括号内最好写入形式参数,这样便于与变量说明区别。 对于指针型函数定义,int *p()只是函数头部分,一般还应该有函数体部分。

main(){

int i;

char *day_name(int n);

printf("input Day No:/n");

scanf("%d",&i);

if(i<0) exit(1);

printf("Day No:%2d-->%s/n",i,day_name(i));

}

char *day_name(int n){

static char *name[]={ "Illegal day",

"Monday",

"Tuesday",

"Wednesday",

"Thursday",

"Friday",

"Saturday",

"Sunday"};

return((n<1||n>7) ? name[0] : name[n]);

}

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