對C語言中指針的學(xué)習(xí)探討

摘 要： 針對指針這一C語言學(xué)習(xí)的難點和重點，介紹了變量數(shù)據(jù)類型與變量存儲區(qū)大小的關(guān)系、指針數(shù)據(jù)類型與指針移動量的關(guān)系。以變量的指針、一維數(shù)組指針、行指針、結(jié)構(gòu)變量的指針為例，采用對比的方法，介紹了使用指針存取的步驟和語句，并在此基礎(chǔ)上，給出了一種對指針語法規(guī)則的理解和學(xué)習(xí)使用指針的方法。

關(guān)鍵詞： C語言； 指針； 數(shù)據(jù)類型； 語法規(guī)則

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2012）12-39-02

Discussion on learning of pointer in C language

Xuan Zheng1， Zhao Junxuan2

（1. School of Electrical and Automation Engineering， Hefei University of Technology， Hefei， Anhui 230009， China；

2. School of Engineering， Anhui Agricultural University）

Abstract： Pointer is an emphasis and a difficulty in C language learning. First the relationships between data type of variable and the variable memory size， pointer data type and the pointer movement are introduced. Then taking pointer variable， one-dimensional array pointer， line pointer and structure pointer variable as examples， the usage of pointer access steps and statement is presented by comparative method. A method of individual understanding on pointer syntax rule and using pointer is put forward.

Key words： C language； pointer； date type； syntax rule

0 引言

C語言是功能強大的編程語言，在大一下“C語言程序設(shè)計”課程中，筆者接觸到指針，當(dāng)時覺得指針本事不小，但理解不了其功能和語法規(guī)則，后通過“微機原理及應(yīng)用”和“單片機原理及應(yīng)用”等課程的學(xué)習(xí)，特別是在掌握了CPU尋址方式后，對指針的使用有了深入的理解。

指針變量（簡稱指針）是一種特殊的變量，是用來存放地址的變量。當(dāng)在程序中定義了

int i，*ip；char c，*cp；float f，*fp；double d，*dp；

計算機（本文程序運行環(huán)境）就會給變量i分配地址連續(xù)的2個字節(jié)單元的存儲區(qū)，i存儲區(qū)的起始地址為i；給變量c分配1個字節(jié)單元的存儲區(qū)，c存儲區(qū)的起始地址為c；給變量f分配4個地址連續(xù)的字節(jié)單元的存儲區(qū)，f存儲區(qū)的起始地址為f；給變量d分配8個地址連續(xù)的字節(jié)單元的存儲區(qū)，d存儲區(qū)的起始地址為d。顯然變量的存儲區(qū)大小與定義時的數(shù)據(jù)類型存儲長度相一致。給指針變量ip、cp、fp、dp各分配2個連續(xù)的字節(jié)單元的存儲區(qū)。實際上，指針的數(shù)據(jù)類型并不控制指針變量存儲區(qū)大小，而是控制指針增1（或減1）操作移動量。如：ip++運行時會使指針ip從當(dāng)前的位置朝地址增大的方向移動2個字節(jié)；cp++移動1個字節(jié)單元；fp++移動4個字節(jié)單元；dp++移動8個字節(jié)單元。放到數(shù)組中看，即指向下一個數(shù)組元素。

1 變量與變量的指針

變量是用來存放單獨一個數(shù)據(jù)的。在編程中，一般根據(jù)要存放的數(shù)據(jù)類型來定義同類型的變量。例如：要存放數(shù)據(jù)+1257，安排變量x，則程序可為

例1：

int x=+1257； //定義整型變量x，并賦值

x+=5； //數(shù)據(jù)處理，通過變量名實現(xiàn)讀寫

換成變量的指針去完成，則程序可為

int x+=1257，*ip； //定義整型變量x和整型指針ip

ip=x； //將x地址送ip，ip成為x的指針

*p+=5； //數(shù)據(jù)處理，通過變量指針實現(xiàn)讀寫[1]

前者是通過變量名對其存儲區(qū)進行讀寫操作，我們理解與CPU直接尋址方式相對應(yīng)；后者通過變量x的指針ip對其存儲區(qū)進行讀寫，理解為間接尋址方式[2]。由于變量只存放一個數(shù)據(jù)，所以我們理解其指針的移動無實際意義。學(xué)習(xí)中遇到的另一個問題是：變量指針作為函數(shù)的參數(shù)，對實參值的影響。

例2：

int sum1（int a，int b）

{ a=abs（a）； b=abs（b）； return（a+b）；

}

main（）

{ int x=+59，y=-67，z1，z2；

z1=sum1（x，y）； z2=x+y；

printf（“%d，%d”，z1，z2）； //輸出126，-8

}

換成用變量的指針作為函數(shù)參數(shù)，程序可為

int sum2（int *ap，int *bp）

{ *ap=abs（*ap）； *bp=abs（*bp）； return（*ap+*bp）；

}

main（）

{ int x=+59，y=-67，z1，z2；

z1=sum2（x，y）； z2=x+y；

printf（“%d，%d”，z1，z2）； //輸出126，126

}

程序中將x、y的地址傳給了函數(shù)sum2形參，在sum2里并沒有改變x、y的存儲區(qū)的位置（地址），而是改變了x、y存儲區(qū)的內(nèi)容。因此我們理解：只要指針作為函數(shù)形參，并在函數(shù)體里又對指針?biāo)傅拇鎯^(qū)有賦值操作，那么將會影響實參的值[3]。

2 一維數(shù)組與一維數(shù)組的指針

一維數(shù)組用來存放一批同類型數(shù)據(jù)。例如：有10，20，30，40，50這么一批數(shù)據(jù)要存放，計劃用a數(shù)組。程序可為

例3：

int a[]={10，20，30，40，50}；

for （int i=0； i<5； i++）

a[i]=a[i]+5； //通過數(shù)組元素下標(biāo)實現(xiàn)讀寫操作

若換成數(shù)組的指針去完成，程序可為：

int *arrayp； //定義同數(shù)據(jù)類型的指針變量

arrayp=a[0]； //指針賦值

//arrayp成為數(shù)組a的指針，當(dāng)前指向a數(shù)組的0號元素

for （int i=0； i<5； i++）

{ *arrayp=*arrayp+5； //通過指針實現(xiàn)讀寫操作

arrayp++； } //指針加1操作，指向下一個元素

由于這一批數(shù)據(jù)在內(nèi)存連續(xù)存放，所以指針移動有實際意義。這里每次循環(huán)都采用*arrayp訪問，但是在不同的循環(huán)次數(shù)中，arrayp指向是不同的。

3 二維數(shù)組與行指針

在C語言中，二維數(shù)組的數(shù)據(jù)按行存放[4]。若以行起始單元作為參考點，則該行中的各元素的偏離參考點的字節(jié)數(shù)=所在列號*數(shù)據(jù)類型存儲長度；各元素地址=所在列號*數(shù)據(jù)類型存儲長度+所在行起始單元的地址。因此，使用行指針對每一行各元素的訪問，相當(dāng)于對一維數(shù)組各元素的訪問。

例4：

二維數(shù)組內(nèi)容如圖1所示，現(xiàn)要將各數(shù)據(jù)加上10處理，計劃用arrayb存放。

程序可為：

int arrayb[3][]={{10，20，30，40，50}，

{15，25，35，45，55}，{16，26，36，46，56}}；

int i，j；

for（i=0； i<3； i++）

for（j=0； j++； j<5）

arrayb[i][j]=arrayb[i][j]+10；

換成行指針去完成，程序可為：

int i，j，（*arraybp）[5]；

p=arrayb[0]； //指向起始行

for（i=0； i<3； i++）

for（j=0； j++； j<5）

{ *（*arraybp+j）=*（*arraybp+j）+10；

arraybp++； //行指針移動一行

}[5]

我們理解行指針arraybp存儲區(qū)里存放的是行地址，（*arraybp）取出的是該行第一個（0號）元素的地址。

4 結(jié)構(gòu)變量與結(jié)構(gòu)變量的指針

結(jié)構(gòu)變量用來存放若干不同類型的數(shù)據(jù)。因此，結(jié)構(gòu)變量的數(shù)據(jù)類型為用戶定義型，即結(jié)構(gòu)的各成員數(shù)據(jù)類型由用戶根據(jù)實際情況定義。例如定義的結(jié)構(gòu)類型如下：

struct person

{ int no；

char name[8]；

int math；

int power； }；

現(xiàn)要存放該類型數(shù)據(jù)09110，王靜靜，85，90，并要對后2個成員數(shù)據(jù)求平均數(shù)。程序可為：

struct person aa={09110，王靜，85，90}；

int avg；

avg=（aa.math+aa.power）/2；

換成結(jié)構(gòu)指針去完成，程序可為：

struct person *aap；

aap=aa； //aap成為aa的指針

avg=（aap→math+aap→power）/2；

同樣，我們認(rèn)為aap指針移動無實際意義。結(jié)構(gòu)變量和結(jié)構(gòu)變量的指針作為函數(shù)參數(shù)意義不一樣。上例結(jié)構(gòu)變量aa（由struct person aa定義）作為實參傳給形參的是一批數(shù)據(jù)09110，王靜靜，85，9009110；而結(jié)構(gòu)變量指針aap（由struct person *aap定義）作為實參傳給形參的是存放這一批數(shù)據(jù)09110，王靜靜，85，9009110存儲區(qū)的起始地址。同變量指針作為函數(shù)參數(shù)一樣，在函數(shù)里對指針?biāo)竻^(qū)域有賦值操作，會影響原始數(shù)據(jù)。

5 結(jié)構(gòu)數(shù)組與結(jié)構(gòu)數(shù)組的指針

結(jié)構(gòu)數(shù)組用來存放一批若干不同類型的數(shù)據(jù)。若有一批struct person類型數(shù)據(jù)，在程序設(shè)計中可安排該類型數(shù)組存放。

例5：

struct person arrays[]={{09110，王靜靜，85，90}，

{09111，張一川，95，97}，{09112，石金琳，78，65}}；

要將各元素的math成員的值乘以80℅，程序可為：

For （int i=0；i<3；i++）

arrays[i].math=arrays[i]*0.8；

換成結(jié)構(gòu)數(shù)組的指針完成，程序如下：

struct person *sp；

sp=arrays[0]； //sp指向0號元素

for （int i=0； i<3； i++）

{ sp→math=sp→math*0.8；

sp++； } //移動結(jié)構(gòu)指針

注意這里的sp++，其實際意義是指向下一個數(shù)組元素，而不是指向下一個結(jié)構(gòu)成員。

6 結(jié)束語

采用這種對比方法學(xué)習(xí)指針，能正確建立指針概念，即定義同類型指針，要先給指針賦值確定指針指向，再通過指針對所指的存儲區(qū)進行讀寫操作、理解撥動指針的意義等；對指針加1操作可以通過輸出指針當(dāng)前值來幫助理解。此外，還能加深理解數(shù)據(jù)的存放形式，即數(shù)據(jù)是借助于變量、數(shù)組、結(jié)構(gòu)變量、結(jié)構(gòu)數(shù)組的存儲區(qū)存入內(nèi)存。

參考文獻：

[1] 孫力.C語言程序設(shè)計[M].中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.

[2] 宋振方等.以管理者視角突破C++指針教學(xué)難點[J].現(xiàn)代計算機，

2011.2：66-68

[3] 譚浩強.C程序設(shè)計題解與上機指導(dǎo)[M].清華大學(xué)出版社，1999.

[4] 譚浩強.C程序設(shè)計教程（第二版）[M].清華大學(xué)出版社，1999.

[5]付喜梅.淺析C語言中指針與數(shù)組[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用，2011.10：

29-32