地址和指針

7.1地址和指針的概念7.1.1地址和指針的概念1．“地址”的概念2．存儲(chǔ)單元“地址”的表示3．“指針”的概念7.1.2為什么使用指針 使用指針，實(shí)現(xiàn)了“間接訪問(wèn)”變量，這只是一個(gè)過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是可以達(dá)到方便地引用數(shù)組，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率，調(diào)用函數(shù)時(shí)可以修改或返回多個(gè)參數(shù)值，還可以描述更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，……為了加深讀者對(duì)指針重要性的理解，下面我們舉一函數(shù)調(diào)用的實(shí)例。例7.1欲想調(diào)用fun函數(shù)，計(jì)算出兩個(gè)數(shù)相加和相減的值，然后在main函數(shù)中顯示結(jié)果。程序如下：fun(intx,inty){intadd=0,sub=0;add=x+y;sub=x–y;}main(){inta,b,add=0,sub=0;scanf("%d%d",&a,&b);printf("a=%d,b=%d\n",a,b);fun(a,b);printf("%d+%d=%d\n",a,b,add);printf("%d–%d=%d\n",a,b,sub);}假設(shè)程序運(yùn)行時(shí)給變量a輸入8，給變量b輸入5，程序運(yùn)行結(jié)果：a=8,b=58+5=08–5=0 程序運(yùn)行結(jié)果與我們“想象”的不一致，為什么呢？其原因是fun函數(shù)中變量add和sub與main函數(shù)中變量add和sub各自占用自己的存儲(chǔ)單元，因此fun函數(shù)中變量add存放的兩個(gè)數(shù)的求和值無(wú)法傳回到main函數(shù)的變量add中，同理，fun函數(shù)中變量sub存放的兩個(gè)數(shù)的相減值也無(wú)法傳回到main函數(shù)的變量中。下面我們修改一下源程序，借助指針，將fun函數(shù)中運(yùn)行的結(jié)果傳回到main函數(shù)中。7.2指針變量的定義和指針變量的基類(lèi)型7.2.1指針變量的定義和指針變量的基類(lèi)型 定義指針變量的一般形式如下：類(lèi)型名*指針變量名1，*指針變量名2，……；例如：int*pi,*pj;以上定義語(yǔ)句中，pi和pj都是用戶標(biāo)識(shí)符，表示具體的變量名，現(xiàn)在每個(gè)變量名前加一星號(hào)“*”說(shuō)明符，用來(lái)說(shuō)明所定義的變量是指針變量。注意：變量名前的星號(hào)“*”不可省略，若省略了星號(hào)“*”說(shuō)明符，就變成了普通整型變量。int是數(shù)據(jù)類(lèi)型名，在這里，說(shuō)明了pi和pj是兩個(gè)指向整型（int類(lèi)型）變量的指針，也就是說(shuō)變量pi和pj中只能存放int類(lèi)型變量的地址，這時(shí)我們稱int是指針變量pi和pj的基類(lèi)型。又如：double*pd;char*s1,*s2;在這里定義了三個(gè)指針變量pd、s1和s2，其中指針變量pd的基類(lèi)型為double類(lèi)型，在指針變量pd中，只能存放double類(lèi)型變量的地址，指針變量s1和s2的基類(lèi)型為char類(lèi)型，在指針變量s1和s2中只能存放char類(lèi)型變量的地址。又如：int**p;以上是定義了一個(gè)指向指針的指針變量p，該指針變量p只能存放基類(lèi)型為int類(lèi)型的指針變量的地址。又如：int*pi,**p,k;以上語(yǔ)句是在同一語(yǔ)句中，同時(shí)定義了指針變量pi、指向指針的指針變量p和變量k，這是允許的。7.2.2指針變量的基類(lèi)型的作用 任何一個(gè)指針變量都是用于存放它所指向變量的地址，只要能存放地址就可以了，為何還要區(qū)別不同的基類(lèi)型呢？ 其原理是：不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型變量，C語(yǔ)言系統(tǒng)為它們開(kāi)辟的存儲(chǔ)空間的字節(jié)數(shù)是不同的，int類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間是2個(gè)字節(jié)，float類(lèi)型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間是4個(gè)字節(jié)，……，系統(tǒng)表示每一個(gè)存儲(chǔ)空間的地址時(shí)，是取該存儲(chǔ)空間的第1個(gè)字節(jié)的地址作為該變量存儲(chǔ)空間的地址。那么當(dāng)一個(gè)基類(lèi)型為int類(lèi)型的指針變量p指向了一個(gè)int類(lèi)型的變量a時(shí)，是將該變量a所占的2個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間中的第1個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)空間的“地址”存入指針變量p中，如圖7-2（b）所示。圖7-2指針和指針?biāo)赶虻膶?duì)象所以根據(jù)指針變量p中存放的“地址”，只能尋找到變量a第1個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，如果只提取變量a所占存儲(chǔ)空間第1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，顯而易見(jiàn)不是int類(lèi)型變量a的原值，因?yàn)樽兞縜的原值是通過(guò)2個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。此時(shí)我們可以通過(guò)指針變量p的基類(lèi)型解決問(wèn)題，知道了變量a的第1個(gè)字節(jié)的地址，再根據(jù)指針變量p的基類(lèi)型為int類(lèi)型，系統(tǒng)就將從變量a的第1個(gè)字節(jié)所在的地址開(kāi)始，連續(xù)提取2個(gè)字節(jié)中的數(shù)據(jù)，此時(shí)的數(shù)據(jù)就是int類(lèi)型變量a的原值。同理，基類(lèi)型為float類(lèi)型的指針變量，根據(jù)指針變量中存放float類(lèi)型變量的地址值，可以尋找到所需存儲(chǔ)空間中的第1個(gè)字節(jié)所在位置，然后再根據(jù)基類(lèi)型為float類(lèi)型，連續(xù)地提取4個(gè)字節(jié)中的數(shù)據(jù)，作為被訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，這才是float類(lèi)型變量中存放的真實(shí)數(shù)據(jù)。由此，我們可以看到指針變量在定義時(shí)，其基類(lèi)型是何等的重要。因此，定義什么樣的基類(lèi)型指針變量，該指針變量只能存放什么樣類(lèi)型變量的地址，兩者必須一致，否則就可能出現(xiàn)了張冠李戴的錯(cuò)誤現(xiàn)象。7.3給指針變量賦值7.3.1使指針指向一個(gè)對(duì)象1．通過(guò)求地址運(yùn)算符（&）把一個(gè)變量的地址賦給指針變量 “&”是求地址運(yùn)算符，該運(yùn)算符為單目運(yùn)算符，用于求變量的地址，且該變量必須為內(nèi)存變量。例如：intk=1,j=2,*q1,*q2,*p;floatx=4.5;q1=&k;q2=&j;以上第三條語(yǔ)句，是把變量k的地址賦給了指針變量q1，使指針變量q1中存放了變量k的地址，或稱指針變量q1指向了變量k。同理，以上第四條語(yǔ)句，是把變量j的地址賦給了指針變量q2，使指針變量q2中存放了變量j的地址，或稱指針變量q2指向了變量j。注意：在使用&運(yùn)算符求變量的地址，并賦給指針變量時(shí)，一定要確保所求地址的變量數(shù)據(jù)類(lèi)型與存放該變量地址的指針變量基類(lèi)型一致。接上例，如執(zhí)行p=&x;語(yǔ)句，則是絕對(duì)錯(cuò)誤的。為什么？請(qǐng)讀者想一想！讀者還記得在前面調(diào)用scanf函數(shù)時(shí)，其函數(shù)調(diào)用格式中，輸入數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的各變量名之前都必須加運(yùn)算符&，這就是我們所說(shuō)的求地址運(yùn)算符。scanf函數(shù)把從終端讀入的數(shù)據(jù)依次放入這些地址所代表的存儲(chǔ)單元中，也就是說(shuō)scanf函數(shù)要求輸入項(xiàng)是地址值。因此接上例，scanf("%d%d",&k,&j);語(yǔ)句和scanf("%d%d",q1,q2);語(yǔ)句是等價(jià)的，都是將終端輸入的整型數(shù)據(jù)存入到變量k和變量j所在的存儲(chǔ)單元中。2．同類(lèi)型指針變量之間可以直接賦值 可以把指針變量的值賦給指針變量，但一定要確保這兩個(gè)指針變量的基類(lèi)型是相同的。 接上例：p=q1; 執(zhí)行以上語(yǔ)句后，使指針變量p也存放了變量k的地址，也就是說(shuō)指針變量p和q1同時(shí)指向了變量k。7.3.2給指針變量賦“空”值 為了使指針變量有一確定的數(shù)值，除了給指針變量賦一地址值外，當(dāng)指針變量沒(méi)有指向的對(duì)象時(shí)，也可以給指針變量賦NULL值，此值為空值。例如：int*p;p=NULL;表示指針變量p的值為空。NULL是在stdio.h頭文件中定義的預(yù)定義符，因此在使用NULL時(shí)，應(yīng)該在程序的前面出現(xiàn)預(yù)定義命令行：#include"stdio.h"。NULL的代碼值為0，所以語(yǔ)句p=NULL;等價(jià)于：p=0;，都是表示指針變量p是一個(gè)空指針，沒(méi)有指向任何對(duì)象。7.4對(duì)指針變量的操作7.4.1通過(guò)指針或地址引用一個(gè)存儲(chǔ)單元 當(dāng)指針變量中存放了一個(gè)確切的地址值時(shí)，通過(guò)指針可以用“間接運(yùn)算符”（*）來(lái)引用該地址所代表的存儲(chǔ)單元。1．在賦值號(hào)右邊由“*”運(yùn)算符和指針變量組成的表達(dá)式，代表指針?biāo)复鎯?chǔ)單元的內(nèi)容 例如：int*p,i=10,j; p=&i; j=*p;第二條語(yǔ)句是把變量i的地址賦給了指針變量p，第三條語(yǔ)句是把指針變量p所指向的變量i存儲(chǔ)單元的值10賦給變量j。“*”號(hào)在這里是一個(gè)“間接運(yùn)算符”，它為單目運(yùn)算符，與運(yùn)算對(duì)象自右至左結(jié)合，且運(yùn)算對(duì)象必須為一個(gè)地址對(duì)象。例如：j=*&i;該語(yǔ)句中“&”運(yùn)算符求出變量i的地址，“*”運(yùn)算符取變量i地址中的值10賦給變量j。例如：int**pp,*p,k=20,j;p=&k;pp=&p;j=**pp;以上語(yǔ)句執(zhí)行后的結(jié)果是：把變量k的地址賦給了指針變量p，把指針變量p的地址賦給了指向指針的指針變量pp，這種關(guān)系如圖7-4所示。最后一條語(yǔ)句是把變量k中的值20賦給了變量j，這條語(yǔ)句使用了兩個(gè)“間接運(yùn)算符”，**p表示獲取指針變量p中的值（此值為變量k的地址值），**pp表示通過(guò)指針變量p，再獲取變量k中的值20。圖7-4變量pp、p和k之間的關(guān)系2．在賦值號(hào)左邊由“*”和指針變量組成的表達(dá)式，代表指針?biāo)傅拇鎯?chǔ)單元 例如：int*p,k=0; p=&k; *p=150; 以上第三條語(yǔ)句是把整數(shù)150存入變量k中。 *p=*p+1;或*p+=1;以上語(yǔ)句是獲取指針變量p所指向的存儲(chǔ)單元k中的值150，然后加1再放入指針變量p所指向的存儲(chǔ)單元k中，此時(shí)變量k中存放的數(shù)值為151。例如：int**p,*p,k;p=&k;pp=&p;**pp=200;以上第四條語(yǔ)句是將整數(shù)200存入變量k中。例7.3指針指向三個(gè)變量，通過(guò)指針運(yùn)算選出數(shù)值最小的那個(gè)數(shù)并打印出來(lái)。main(){inta,b,c,min,*pa,*pb,*pc,*pmin;pa=&a;pb=&b;pc=&c;pmin=&min;scanf("%d%d%d",pa,pb,pc);/*將鍵盤(pán)輸入的三個(gè)整數(shù)依次放入變量a、b、c中*/

printf("a=%d,b=%d,c=%d\n",a,b,c);*pmin=*pa;/*假定變量a中的數(shù)值最小，將其放入變量min*/if(*pmin>*pb)*pmin=*pb;/*若b中的數(shù)值比min小，將其放入變量min*/if(*pmin>*pc)*pmin=*pc;/*若c中的數(shù)值比min小，將其放入變量min*/printf("min=%d\n",min);/*通過(guò)直接訪問(wèn)方式輸出變量min中的值*/

printf("min=%d\n",*pmin);/*通過(guò)間接訪問(wèn)方式輸出變量min中的值*/}當(dāng)運(yùn)行程序時(shí)輸入251236↙程序運(yùn)行結(jié)果：a=25,b=12,c=36min=12min=12程序運(yùn)行結(jié)果說(shuō)明，當(dāng)指針指向變量后，可以通過(guò)指針對(duì)所指向的存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的存取，直接訪問(wèn)方式和間接訪問(wèn)方式的結(jié)果是相同的。7.4.2指針（變量）的運(yùn)算1．指針的移動(dòng)2．指針的比較7.5指針在函數(shù)方面的