第八章 指针

第八章指针【本章要求】1、指针的声明、定义方法以及通过指针变量引用存储单元中的内容2、指针作为函数参数，地址传递情况下，函数实参的变化3、用指针指向函数，并通过指针调用该函数4、一维数组和字符串中元素地址的计算方法，以及通过指针引用这些元素5、二维数组中元素的计算方法，以及通过指针数组引用其中元素的方法6、通过命令行方式调用main函数7、内存的动态分配和释放8.1 指针的基本概念如果在程序中定义了一个变量，在编译时就给这个变量分配内存单元。

系统根据程序中定义的变量类型，分配一定长度的空间。

内存区的每一个字节有—个编号，这就是“地址”，它相当于旅馆中的房间号。

在程序中一般是通过变量名来对内存单元进行存取操作的。

程序经过编译以后己经将变量名转换为变量的地址，对变量值的存取都是通过地址进行的。

按变量地址存取变量值的方式称为“直接访问”方式。

还可以采用另一种称之为“间接访问”的方式，将变量i的地址存放在另一个变量中。

按C 语言的规定，可以在程序中定义整型变量、实型变量、字符变量等，也可以定义这样一种特殊的变量，它是存放地址的。

假设我们定义了一个变量i_pointer，用来存放整型变量的地址，它被分配为3010、3011字节。

可以通过下面语句将i的地址（2000）存放到i_pointer中。

i_pointer = &i；这时，i_pointer的值就是2000，即变量i所占用单元的起始地址。

要存取变量i的值，也可以采用间接方式；先找到存放“i的地址”的变量，从中取出i的地址（2000），然后到2000、2001字节取出i的值（3）。

所谓“指向”就是通过地址来体现的。

i_pointer中的值为2000，它是变量i的地址，这样就在i_pointer和变量i之间建立起一种联系，即通过i_pointer能知道i的地址，从而找到变量i的内存单元。

在C语言中，将地址形象化地称为“指针”。

意思是通过它能找到以它为地址的内存单元（例如根据地址2000就能找到变量i的存储单元，从而读取其中的值）。

一个变量的地址称为该变量的“指针”。

例如，地址2000是变量i的指针。

如果有一个变量专门用来存放另一变量的地址（即指针），则它称为“指针变量”。

指针变量的值（即指针变量中存放的值）是指针（地址）。

8.2 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，用来指向另一个变量。

为了表示指针变量和它所指向的变量之间的联系，在程序中用“*”符号表示“指向”。

- 93 -《C语言程序设计》8.2.1 指针变量的定义C语言规定所有变量在使用前必须定义，指定其类型，并按此分配内存单元。

指针变量不同于整型变量和其他类型的变量，它是用来专门存放地址的。

必须将它定义为“指针类型”。

先看一个具体例子：int a, b;int c1, c2;第1行定义了两个整型变量a和b，第2行定义了两个指针变量: c1和c2，它们是指向整型变量的指针变量。

左端的int是在定义指针变量时必须指定的“基类型”。

指针变量的基类型用来指定该指针变量可以指向的变量的类型。

定义指针变量的一般形式为：基类型*指针变量名在定义指针变量时要注意两点：1、指针变量前面的“*”，表示该变量的类型为指针型变量。

注意：指针变量名足c1、c2，而不是*c1、*c2。

2、在定义指针变量时必须指定基类型。

一个指针变量只能指向同—个类型的变量。

8.2.2 指针变量的赋值可用运算符“&”求变量的地址。

可以用赋值语句使一个指针变量指向一个变量，例如：a1=&x;b2=&y;也可以在定义指针变量的同时对其赋值，例如：int x=3，y=4，*c1=&i，*c2=&j;等价于int x，y，*c1，*c2；x=3；y=4；c1=&x;c2=&y;在定义指针变量时应注意：1、在定义指针变量时，指针变量的值是随机的，不能确定它具体的指向，必须为某赋值，才有意义。

2、指针变量的类型必须与其存放的变量类型一致，即只有变量的地址才能放到指向整型变量的指针变量中。

8.2.3指针的两个运算符在C语言中有两个关于指针的运算符：&-------取地址运算符；*--------指针运算符取地址运算符“&”可以加在变量和数组元素的前面，其意义是取出变量或数组元素的地址。

- 94 -第八章指针因为指针变量也是变量，所以取地址运算符也可以加在指针变量的前面，其含义是取出指针变量的地址。

【例8.1】输入a和b两个整数，按先大后小的顺序输出a和b。

main ( ){int *c1，*c2，*c，x，y；scanf（“％d，％d”，&x，&y）；cl = &x；c2 = &y；if（x<y）{c = cl；cl = c2；c2 = c；}printf（“\nx = ％d，y = ％d\n\n”，x，y）；printf（“max = ％d，min = ％d\n”，*cl，*c2）；}运行情况如下：5，9x = 5，y = 9max = 9，min = 5当输入x＝5，b＝9时，由于x<b，将c1和c2交换。

但x和y并未交换，它们仍保持原值，但c1和c2的值改变了。

cl的值原为&x，后来变成&y，c2原值为&y，后来变成&x。

这样在输出*cl和*c2时，实际上是输出变量y和x的值，所以先输出9，然后输出5。

指针运算符“*”可以加在指针或指针变量的前面，其意义是指针或指针变量所指向的内存单元。

8.2.4 指针变量的引用指针变量中只能存放地址（指针）．不要将一个整型量（或任何其他非地址类型的数据）赋给一个指针变量。

a_1= 100；（a_1为指针变量，100为整数）有两个有关的运算符：1、&：取地址运算符。

2、*：指针运算符（或称“间接访问”运算符）。

&x为变量x的地址，*c为指针变量c所指向的存储单元。

例如：通过指针变量访问整型变量。

main ( ){int x，y；int *a_1，*a_2；x = 100；y = 10；a_1 = &x；a_2 = &y；printf（“％d，％d\n”，x，y）；printf（“％d，％d\n”，*a_1，*a_2）；}运行结果为：100，10100，10【说明】- 95 -《C语言程序设计》1、在开头处虽然定义了两个指针变量a_l和a_2，但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。

2、最后一行的*a_1和*a_2就是变量x和y。

3、程序中有两处出现*a_1和*a_2，它们有不同的含义。

程序第3行的*a_l和*a_2表示定义两个指针变量a_1、a_2。

它们前面的“*”只是表示该变量是指针变量。

程序最后—行printf函数中的*a_1和*a_2则代表变量。

4、第5、6行“a_1=&x；”和“a_2＝&y；”是将x和y的地址分别赋给a_1和a_2。

注意不应写成：“*a_1= &x；”和“a_2 = &y；”。

8.2.5 将指针变量作为参数时的传递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8.2】输入a和b两个整数，按先大后小的顺序输出a和b。

swap（int *cl，int *c2）{ int temp；temp = *c1；*cl = *c2；*c2 = t；}main ( ){int x，y；int *a_1，*a_2；scanf（“％d，％d”，&x，&y）；a_1 = &x；a_2 =&y；if（x<y）swap (a_1，a_2)；printf（“\n％d，％d＼n”，x，y）；)运行结果：5，99，5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（x和y）的值。

swap函数的两个形参c1、c2是指针变量。

程序运行时，先执行main函数，输入x和y的值（今输入5和9）。

然后将x和y的地址分别赋给指针变量a_1和a_2，使a_1指向x，a_2指向y。

接着执行if语句，由于x < y，因此执行swap函数。

在函数调用时，将实参变量的值传送给形参变量。

采取的依然是“值传递”方式。

因此虚实结合后形参c1的值为&x，c2请注意交换*cl和*c2的值是如何实现的。

如果写成以下这样就有问题了：swap（int *c1，int *c2）{int *temp；*temp = *c1；*c1 =*c2；*c2=*temp；}- 96 -第八章指针*c1就是x，是整型变量。

而*temp是指针变量temp所指向的变量。

但temp中并无确定的地址值，它的值是不可预见的。

*temp所指向的单元也是不可预见的。

因此，对*temp赋值可能会破坏系统的正常工作状况。

可以看到，在执行swap函数后，变量x和y的值改变了。

swap（int a，int b）{int temp；temp = a；a = b；b = temp；}在函数调用时，x的值传送给a，y的值传送给b。

执行完swap函数后，a和b的值是互换了，但main函数中的x和y并未互换。

也就是说由于“单向传送”的“值传递”方式，形参值的改变无法传给实参。

如果想通过函数调用得到n个要改变的值，可以：（1）在主调函数中设n个变量，用n个指针变量指向它们；（2）然后将指针变量作实参，将这n个变量的地址传给所调用的函数的形参；（3）通过形参指针变量，改变该n个变量的值；（4）主调函数中就可以使用这些改变了值的变量。

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。

swap（int *cl，int *c2）{int *c；c = cl；c1= c2；c2= c；}main( ){int x，y；int *a_1，*a_2；scanf（“％d，%d”，&x，&y）；a_1 = &x；a_2 = &y；if（x<y）swap（a_1，a_2）；printf（“＼n %d，％d＼n”，*a_l，*a_2）；}此程序的意图是：交换a_1和a_2的值，使a_1指向值大的变量。

但是这是办不到的，程序实际输出为“5，9”。

C语言中实参变量和形参变量之间的数据传递是单向的“值传递”方式。

指针变量作函数参数也要遵循这—规则。

调用函数不可能改变实参指针变量的值，但可以改变实参指针变量所指变量的值。

【例8.3】输入a、b、c3个整数，按大小顺序输出。

swap（int *pc1，int *pc2）{ int temp；temp =* pcl；*pt1 =*pc2；*pc2 = temp；- 97 -《C语言程序设计》- 98 -}exchange（int *al，int *a2，int *a3）{ if（*al<*a2）swap（al，a2）；if（*al<*a3）swap（al，a3）；if（*a2<*a3）swap（a2，a3）；}main ( ){int x，y，z，*p1，*p2，*p3；scanf（“％d，％d，％d”，&x，&y，&z）；pl = &a；p2=&y；p3 = &z；exchange（p1，p2，p3）；printf（“\n％d，％d，％d＼n”，x，y，z）；}运行结果：9，0，1010，9，08.3 数组与指针一个变量有地址，—个数组包含若干元素，每个数组元素都在内存中占用存储单元，它们都有相应的地址。