C語(yǔ)言指針的應(yīng)用

摘要:指針是C語(yǔ)言的靈魂，是C語(yǔ)言的精華和重要特色，理解指針的概念應(yīng)從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)入手。它是C語(yǔ)言學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是學(xué)好C語(yǔ)言的關(guān)鍵，針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)指針過(guò)程中遇到的困難及使用指針過(guò)程中出現(xiàn)的常見(jiàn)錯(cuò)誤，該文從指針的定義、指針的基本操作、指針與其他數(shù)據(jù)類型的關(guān)系等方面對(duì)指針做詳細(xì)分析，以助學(xué)習(xí)者更好的理解與記憶。

關(guān)鍵詞:C程序設(shè)計(jì);指針;數(shù)組;函數(shù);字符串;內(nèi)存地址;變量參數(shù)

中圖分類號(hào):TP3112文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)35-9982-02

指針是C語(yǔ)言的一個(gè)重要概念。由于指針的概念比較抽象，使用起來(lái)又相對(duì)靈活，因而正確理解和運(yùn)用指針就成了C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)，掌握好指針，可以增強(qiáng)學(xué)生閱讀C程序的能力，可以使程序變得簡(jiǎn)潔、緊湊和高效，同時(shí)也讓學(xué)生對(duì)“ 駕馭了” 計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一種自豪感，為日后更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的每個(gè)存儲(chǔ)單元，都有一個(gè)相應(yīng)編號(hào)，叫做內(nèi)存地址。若在程序中定義了一個(gè)變量，C編譯系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)定義中變量的類型。為其分配一定字節(jié)數(shù)的內(nèi)存空間。同時(shí)建立一個(gè)變量名與地址間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。變量值就存放于該地址的內(nèi)存單元中。而指針(即地址)也是一種數(shù)據(jù)類型，指針變量是只能存放地址類型數(shù)據(jù)的變量，我們把存放指針的變量稱為指針變量，簡(jiǎn)稱指針。這個(gè)變量和基本變量的不同點(diǎn)就在于基本類型變量?jī)?nèi)部存儲(chǔ)了同類型的常量，而指針變量?jī)?nèi)部存儲(chǔ)的則是“同類型變量的首地址”(所指向的變量的地址)。

在C語(yǔ)言中，訪問(wèn)數(shù)據(jù)對(duì)象一般采用直接訪問(wèn)的方法，而引入指針變量的目的則是用來(lái)間接訪問(wèn)數(shù)據(jù)對(duì)象，這種訪問(wèn)的特點(diǎn)是先找到存放數(shù)據(jù)的地址，然后通過(guò)該地址來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

指針變量的定義:基類型 *指針變量名;

此處的“*”要與指針運(yùn)算符“*”區(qū)分開(kāi)，前者用來(lái)標(biāo)示所定義的變量是指針變量，只起到標(biāo)志的作用;而后者是一個(gè)運(yùn)算符，用于取該指針變量所指向的變量。無(wú)論什么樣的基類型，指針變量本身所占內(nèi)存大小一般是固定的，與CPU的地址總線寬度及計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)總線有關(guān)。指針變量可以指向變量，也可以指向數(shù)組、字符串，還可以指向函數(shù)。使用時(shí)要切記:一定要讓指針變量指向同類型的數(shù)據(jù)。

1 指針的基本操作

指針的基本操作包括指針賦值、取地址、判斷指針是否為空、計(jì)算兩地址間相隔元素的個(gè)數(shù)、操作符“-”或“+”運(yùn)算以及指針操作符綜合運(yùn)用等。

指針賦值、取地址運(yùn)算在指針運(yùn)用中比較普遍，如int i=5;int *ip=i;判斷指針是否為空可以用語(yǔ)句if(ip==0)或if(ip==NULL)，其中ip為指針變量。

指針“-”或“+”一個(gè)整數(shù)n，表示將指針由當(dāng)前位置移動(dòng)到前面(或后面)的第n個(gè)數(shù)據(jù)處。兩指針相減的結(jié)果是兩指針之間相隔數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，結(jié)果是一個(gè)整數(shù)，而不是地址。如:int a[10];int *x=a，*y=a;則x+2表示將指針x由指向a數(shù)組中第一個(gè)元素改為向后移動(dòng)兩個(gè)數(shù)據(jù)，即指向第三個(gè)元素。而x-y的結(jié)果是x與y這兩個(gè)指針之間相隔數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，等于2。利用這個(gè)特點(diǎn)，若將y指向數(shù)組a的首地址，將x移到a數(shù)組的末尾，則用x-y就可以求出數(shù)組a的長(zhǎng)度，即a中數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。

2 指針與數(shù)組的關(guān)系

指針常用于數(shù)組中，數(shù)組名本身是一個(gè)指向該數(shù)組首地址的常量指針。在應(yīng)用時(shí)把數(shù)組名賦值給指針，通過(guò)指針的運(yùn)算可以定位到數(shù)組中的任一元素。應(yīng)用指針和數(shù)組的方式都可以訪問(wèn)數(shù)組中的元素，但二者的訪問(wèn)效率并不一樣。指向同一數(shù)組的兩個(gè)指針變量可作減法(結(jié)果為相隔的元素個(gè)數(shù))及關(guān)系運(yùn)算。

如:int a[5]={1，2，3，4，5}，*p;

語(yǔ)句:for(p=a;p

使用指針?lè)ㄔL問(wèn)數(shù)組元素時(shí)，要注意“下標(biāo)是否越界”的問(wèn)題。如p+5表示指向a數(shù)組中的第6個(gè)整型單元，此時(shí)已超出a數(shù)組的有效范圍。所取得的數(shù)據(jù)顯然是無(wú)意義的。但C編譯系統(tǒng)并不指出“下標(biāo)越界”這樣的錯(cuò)誤。所以使用者在使用時(shí)應(yīng)注意指針變量所指向的位置。

3 指針與函數(shù)的關(guān)系

指針與函數(shù)的關(guān)系有三種:

第一種關(guān)系:指針作為函數(shù)的參數(shù)，可用于傳遞變量的地址或數(shù)組的首地址。此時(shí)，我們將實(shí)參指針值單向傳遞給形參變量，則實(shí)參和形參指向同一個(gè)空間，調(diào)用函數(shù)可以改變?cè)摽臻g的內(nèi)容。若傳遞的是數(shù)組的首地址則可以改變實(shí)參數(shù)組中元素的值。另外，普通函數(shù)調(diào)用只可以得到一個(gè)返回值(即函數(shù)值)，而運(yùn)用指針變量作為函數(shù)參數(shù)可以通過(guò)一次函數(shù)的調(diào)用改變多個(gè)變量的值，如果不用指針是難以做到這一點(diǎn)的。

第二種關(guān)系:函數(shù)的返回值是指針。定義方式:數(shù)據(jù)類型 *函數(shù)名(參數(shù)列表){函數(shù)體}

第三種關(guān)系:指向函數(shù)的指針變量。定義方式:數(shù)據(jù)類型( *指針變量名)(參數(shù)列表)

要注意區(qū)分上述兩種情況。

4 指向指針的指針變量

指針變量既然是變量，當(dāng)然也會(huì)有自己的內(nèi)存地址，當(dāng)然也就可以被別的指針變量所指向了，此時(shí)別的指針變量就是指向指針的指針變量(二級(jí)指針)。

指向指針的指針變量的定義格式:基類型 指針變量名;

如int **p;這種用法主要是為了在函數(shù)中改變指針實(shí)參和應(yīng)用于多個(gè)字符串構(gòu)成的二維字符數(shù)組。

如:void pad(int **PP){( *pp)++;}

int a[5]={1，2，3，4，5}，*p;p=a;pad(p);

P的值被改變，指向下一個(gè)元素2，因?yàn)閜adO中的pp指向P，*pp即為p，(*pp)++即為p++。它們的指向關(guān)系為:

圖1

指針是c語(yǔ)言中重要的概念，是c的一個(gè)特色利用它可以編寫(xiě)出頗有特色的、質(zhì)量?jī)?yōu)良的程序，實(shí)現(xiàn)許多其他高級(jí)語(yǔ)言難以實(shí)現(xiàn)的功能。但指針的使用太靈活，也十分容易出錯(cuò)，因此使用指針時(shí)要十分小心，并且在編程過(guò)程中不斷掌握指針的使用技巧，通過(guò)實(shí)踐中的不斷摸索才能準(zhǔn)確無(wú)誤地駕馭指針，讀者應(yīng)該多多思考，多多上機(jī)操作，體會(huì)其中的奧妙。

參考文獻(xiàn):

[1] 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社，1999.

[2] 王聲決，羅堅(jiān).c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，2002.

[3] 王建平.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社，2001.

[4] 林東.編程語(yǔ)言基礎(chǔ) C語(yǔ)言[M].2版.北京:高等教育出版社，2006.