第八章地址和指针

第八章地址和指针8.1变量的地址和指针在程序中变量实际上代表了内存中的某个存储单元。

那么C是怎样存取这些单元的数据内容的呢？我们知道计算机的内存是以字节为单位的一片连续的存储空间，每个内存单元都有一个唯一的编号，我们将其称为“内存地址”。

计算机对数据的存取操作都是依赖于内存地址进行的。

因为计算机的内存空间是连续的，所以内存中的地址空间也是连续的，并且用二进制数据来表示，为了方便和直观，我们将用十进制数据进行描述。

若在程序中定义了一个变量，C编译系统就会自动根据变量的类型，为其分配一定字节数量的存储空间。

如int型2个字节，float型4个字节，double型8个字节，char型1个字节等。

此后，这个变量的内存地址也就唯一的确定了。

一般情况下，我们在程序中只要给出变量名，不需要知道每个变量在内存中的具体地址，变量与地址之间的联系由C编译系统来完成。

程序中我们对变量进行存取操作，实际上就是对变量地址的存储单元进行操作。

这种直接按照变量地址进行存取的操作方式称为“直接存取”方式。

在C语言中我们还可以定义一种特殊的变量，这种变量只是用于存放内存变量地址的。

如：p93 图8.2这种通过变量p间接得到变量a的地址，然后再存取变量a的值的方式称为“间接存取”的方式。

这种用来存放地址的变量称为“指针变量”或“指针”。

由此我们可以知道，在C语言中，地址是指变量在内存中的存放的位置，即存放该变量的内存单元的名字。

而指针是指一个变量，在该变量中存放的是其指向的那个变量在内存存储单元的地址。

也就是说，变量的地址就可以理解为指针。

在C语言中，指针被广泛使用，他可以使程序简洁并高效运行，但使用不当就会产生意料不到的严重后果。

因此，正确使用和掌握指针是十分必要的。

8.2 指针变量的定义和基本类型定义指针变量的形式：类型名*指针变量名1，*指针变量名2，……；例如：int *pi，*pj；float *i，*j，*k；double *l，*m，*n；char *c，*s；在每个变量前面的星号*是一个指针说明符，用来说明该变量是指针类型。

变量前面的星号*不可以省略。

指针变量名前面的类型定义是说明指针指向的数据类型。

另外，我们还可以定义一个指向指针的指针变量。

定义形式为：类型名**指针变量名1，**指针变量名2，……；例如：int * * p，*s，k=90；s=&k; p=&s;其中&符号表示取变量的内存单元地址运算，后面介绍。

为什么指针变量要有类型之分呢？如前面所述，指针变量中存放的是一个内存单元的地址，这里“一个内存单元”中的“一”所代表的字节数是不同的。

如int型2个字节，float型4个字节，double型8个字节，char型1个字节等。

在后面的指针运算中我们经常要对指针进行加、减、移动等操作，此时指针操作的单位是一个存储单元，而不是一个字节，因此对于不同类型的指针变量来说，其操作时所跨越的内存字节数是不同的。

如：定义一个指针变量i（存放的初始地址为2060H），当我们执行i++操作时，不同类型的指针变量所移动的字节数是不同的。

8.3 指针变量赋值一、给指针变量赋地址值一个指针变量可以通过不同的方式获得一个确定的地址值，从而指向一个具体的操作对象。

1、通过取地址运算符（&）获得地址值单目运算符“&”的作用是用来获取变量的内存单元地址。

其使用格式为：&变量名。

如：int k=80, h=100, *p, *q; 则赋值语句为p=&k; q=&h;其指向关系见书p94图8.3我们可以说：指针p指向了整型变量k，和指针q指向了整型变量h。

即：指针变量p中存放了整型变量k所在的存储单元地址，和指针变量q中存放了整型变量h所在的存储单元地址。

取地址运算符（&）只能够用于变量和以后将要介绍的数组元素，不能够应用于表达式、常量或者被说明为register的变量（第12章介绍）。

另外，&符号必须要放在运算对象的左边，而且运算对象的类型必须与指针变量的基本类型相同。

在调用scanf函数时，我们输入的各变量之前必须要加&符号。

如：scanf (“%d%c%f”, &a, &b, &c );2、通过指针变量获得地址值我们可以通过赋值，把一个指针变量中地址赋给另一个指针变量，从而使两个指针变量指向同一个地址。

如：int k=80, *p, *q;p=&k; q=p;此时，指针变量p 和q都同时指向了整型变量k 所在的内存单元地址。

但是要注意，进行赋值运算时，赋值号两边指针变量的基本类型必须要相同。

二、给指针变量赋“空”值有时我们还需要给指针变量赋“空”值，形如：p=NULL；NULL是在”stdio.h”头文件中定义的预定义符号，因此在使用NULL时，应在程序的前面出现预定义行：# include “stdio.h”。

NULL的ASCII代码值为0，当执行了以上的赋值语句后，称指针p为空指针。

因此上述语句也可以书写为：p=’\0’；或p=0；这时p并不指向地址为0的存储单元，而是具有一个确定的值——“空”。

8.4 对指针变量的应用一、通过指针来引用一个存储单元C语言提供了一个可以间接访问地址的单目运算符：星号“*”。

当指针变量中存放了一个确定的地址值时，就可以使用指针访问运算符对存储单元中的数据进行访问。

如：int *p, i=10, j;p=&i;则以下赋值语句：j=*p；的作用是将变量i 的值赋予变量j，这里*p 代表指针p 所指向的变量i。

等价于j=i；间接地址访问运算符是一个单目运算符，必须出现在运算对象的左边，其运算对象或者是存放地址的指针变量或者是内存单元地址。

例如：j=*(&i)；由于运算符*和&的优先级别相同，且结合方向为自右至左，因此表达式中的括号可以省略。

写成：j=*&i；又例如：j=*p+1；由于*的运算优先级高于+，因此语句功能为：取指针变量p所指向的存储单元中的内容并加1后送给变量j。

有例如：int *p, k=0;p=&k；则语句*p=100；的作用是将整数100送给变量k。

等价于k=100。

此后若有语句*p=*p+1；则功能为：取指针变量p中所指存储单元中的数据，加1后再存放到指针变量p 所指的存储单元中。

相当于k++或k=k+1；以上语句还可以书写成：*p+=1；或++*p；或（*p）++；注意：在表达式+ + * p中，++和*两个运算符的优先级相同，但按照自右至左的方向结合，因此++*p等价于++（*p）。

而在表达式（*p）++中，一对括号不可以缺少，（*p）++表示先取指针变量p所指向的存储单元中的值，然后加1作为表达式的值。

不可以写成*p++，否则将先计算*p作为表达式的值（在此为100），然后使指针变量p自身增1，所以*p++并不使p所指内存单元的数据加1，而是将指针向后移动了一个存储单元。

例如：用指针指向两个变量，通过指针运算选出值大的那个数据。

# include “stdio.h”main ( ){ int a, b,max, *pa, *pb, *pmax;pa=&a; pb=&b; pmax=&max;printf (“input a and b:”);scanf (“%d%d”, &a,&b); // scanf (“%d%d”, pa,pb);printf ( “a=%d b=%d\n”, a, b);*pmax=*pa;if ( *pa<*pb ) *pmax=*pb;printf ( “max=%d\n”, max );//printf ( "max=%d\n", *pmax );}二、移动指针所谓移动指针就是对指针变量加上或减去一个整数，或通过运算使指针变量指向其他存储单元。

因此，只有当指针指向一个连续的存储单元时，指针的移动才有意义。

当指针指向一个连续的存储单元时，即可以对指针变量进行加减运输，也可以对指针进行逻辑和其它C语言支持的运算。

例如：假定在内存中开辟了下列6个int型存储单元，如下表所示编号a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5]数据地址2001H 2003H 2005H 2007H 2009H 200BH 指针p↑q↑则分别执行下列语句后，运行结果分别是什么？（1）p++; （2）q++; （3）q=p+2; （4）a=q-p;（5）a=*p; （6）a=*q; （7）a=*(p+2) （8）a=*p++;（9）a=*p+2; （10）a=p<=q;用下列程序进行演示# include “stdio.h”main ( ){ int a[6], a,, *p, *q;a[0]=11; a[1]=22; a[2]=33; a[3]=44; a[4]=55; a[5]=66;p=&a[1]; q=&a[4];带入上面语句printf ( 根据情况进行打印操作); }通过上面例子我们可以知道，指针的运算是以存储单元为基本单位的，而不是以字节为基本单位的，因此，不同类型的数据（int、char、float、double）存储单元是不一样的。

且当指针进行比较运算时，是以其所指向的地址值的大小作为依据的。

8.5 函数之间地址值的传递一、形参为指针变量时实参和形参之间的数据传递若函数的形参为指针变量，在调用该函数时，对应的实参也必须是基本类型相同的地址值或是已经指向某个存储单元的指针变量。

例如：从键盘输入两个数据，在子函数中完成数据交换，主函数与子函数之间的数据传递以地址的形式进行。

# include “stdio.h”main( ){ void swap(int * ,int * ); /* 函数声明，参数是指针类型*/ int a,b;printf("Please input two integer numbers(a,b):");scanf("%d,%d",&a,&b);swap(&a,&b); /* 引用调用 */printf("a=%d\tb=%d\n",a,b); /* 调用swap( )后a 与b 的值 */ }void swap(int *x,int *y){ int temp;temp=*x;*x=*y;*y=temp; /* 数据值交换，而不是地址交换*/ printf("x=%d\ty=%d\n",*x,*y);}在程序执行过程中，主函数调用swap 函数时，系统自动为swap 函数的形参x 和y 开辟了两个类型为int 型的指针变量，并通过实参&a 和&b 将变量a 和b 的地址传递给它们，如下图所示，这时，指针x 指向变量a ，指针y 指向变量b 。