C指针详解

第6章指针

指针是C 语言的精华部分，通过利用指针，我们能很好地利用内存资源，使其发挥最大的效率。有了指针技术，我们可以描述复杂的数据结构，对字符串的处理可以更灵活，对数组的处理更方便，使程序的书写简洁，高效，清爽。但由于指针对初学者来说，难于理解和掌握，需要一定的计算机硬件的知识做基础，这就需要多做多练，多上机动手，才能在实践中尽快掌握，成为C 的高手。

6.1 指针与指针变量过去，我们在编程中定义或说明变量，编译系统就为已定义的变量分配相应的内存单元，也就是说，每个变量在内存会有固定的位置，有具体的地址。由于变量的数据类型不同，它所占的内存单元数也不相同。若我们在程序中做定义为：

int a=1,b=2;

float x=3.4,y = 4 . 5

;double m=3.124;char ch1='a',ch2='b';

让我们先看一下编译系统是怎样为变量分配内存的。变量a ,b 是整型变量，在内存各占2个字节；x ,y 是实型，各占4个字节；m 是双精度实型，占8个字节；c h 1,c h 2是字符型，各占1个字节。由于计算机内存是按字节编址的，设变量的存放从内存2 000单元开始存放，则编译系统对变量在内存的安放情况为图6 -1所示。

变量在内存中按照数据类型的不同，占内存的

大小也不同，都有具体的内存单元地址，如变量 a 在内存的地址是2 000，占据两个字节后，变量b 的内存地址就为2 0 0 2，变量m 的内存地址为2 0 1 2等。对内存中变量的访问，过去用scanf("%d%d%f",&a,&b,&x) 表示将数据输入变量的地址所指示的内存单元。那么，访问变量，首先应找到其在内存的地址，或者说，一个地址唯一指向一个内存变量，我们称这个地址为变量的指针。如果将变量的地址保存在内存的特定区域，用变量来存放这些地址，这样的变量就是指针变量，通过指针对所指向变量的访问，也就是一种对变量的“间接访问”。

设一组指针变量p a 、p b 、p x 、p y 、p m 、p c h 1、p c h 2，分别指向上述的变量a 、b 、x 、y 、m 、c h 1、c h 2，指针变量也同样被存放在内存，二者的关系如图6 -2所示：

在图6 -2中，左部所示的内存存放了指针变量的值，该值给出的是所指变量的地址，通过该地址，就可以对右部描述的变量进行访问。如指针变量p a 的值为2 000，是变量a 在内存的地

变量a 变量b 变量x

变量y

变量m

1200020022004

2008201220202021

23.4

4.5

3.124a b

变量ch1变量ch2

图6-1 不同数据类型的变量在内存中

占用的空间

址。因此，p a 就指向变量a 。变量的地址就是指针，存放指针的变量就是指针变量。

图6-2 指针变量与变量在内存中的关系

6.2 指针变量的定义与引用

6.2.1 指针变量的定义

在C 程序中，存放地址的指针变量需专门定义；

int *ptr1;float *ptr2;char *ptr3;

表示定义了三个指针变量p t r 1、p t r 2、p t r 3。p t r 1可以指向一个整型变量，p t r 2可以指向一个实型变量，p t r 3可以指向一个字符型变量，换句话说，p t r 1、p t r 2、p t r 3可以分别存放整型变量的地址、实型变量的地址、字符型变量的地址。

定义了指针变量，我们才可以写入指向某种数据类型的变量的地址，或者说是为指针变量赋初值：

int *ptr1,m= 3;

float *ptr2, f=4.5;char *ptr3, ch='a';p t r 1 = & m

;p

t r 2=&f ;p t r 3=&c h ;

上述赋值语句p t r 1=&m 表示将变量m 的地址赋给指针变量p t r 1，此时p t r 1就指向m 。三条赋值语句产生的效果是p t r 1指向m ；p t r 2指向f ；p t r 3指向ch 。用示意图6 -3描述如下：

pa pb px py pm

pch1pch2

2000

2002

2004

2008

2012

20202021

2000200220042008201220202021

1

23.44.5

3.124a b

100010021004100610081010101210141016

变量a 变量b 变量x

变量y

变量m

变量ch1变量ch2

*p2

return 0;

}

void chang(int *pt1,int *pt2)

{/*子程序实现将两数值调整为由大到小*/

int t;

if (*pt1<*pt2)/*交换内存变量的值*/

{

t=*pt1; *pt1=*pt2;*p t2=t;}

r e t u r n;

}

由于在调用子程序时，实际参数是指针变量，形式参数也是指针变量，实参与形参相结合，传值调用将指针变量传递给形式参数p t1和p t2。但此时传值传递的是变量地址，使得在子程序中p t1和p t2具有了p 1和p 2的值，指向了与调用程序相同的内存变量，并对其在内存存放的数据进行了交换，其效果与[例6 -2]相同。

思考下面的程序，是否也能达到相同的效果呢？

m a i n()

{

void chang();

int *p1,*p2,a,b,*t;

s c a n f("%d,%d",&a,&b);

p1=&a;

p2=&b;

c h a n g(p1,p2);

p r i n t f("%d,%d\n",*p1,*p2);

}

void chang(int *pt1,int *pt2)

{

int *t;

if (*pt1<*pt2)

{

t=pt1; pt1=pt2;p t2=t;

}

r e t u r n;

}

程序运行结束，并未达到预期的结果，输出与输入完全相同。其原因是对子程序来说，函数内部进行指针相互交换指向，而在内存存放的数据并未移动，子程序调用结束后，

m a i n()函数中p 1和p 2保持原指向，结果与输入相同。

6.4 指针与数组

变量在内存存放是有地址的，数组在内存存放也同样具有地址。对数组来说，数组名就是数组在内存安放的首地址。指针变量是用于存放变量的地址，可以指向变量，当然也可存放数组的首址或数组元素的地址，这就是说，指针变量可以指向数组或数组元素，对数组而言，数组和数组元素的引用，也同样可以使用指针变量。下面就分别介绍指针与不同类型的数组。