C語言中的指針運算

龐新法 PANG Xin-fa

（陜西省委黨?？萍冀萄胁?，西安 710061）

（Shaanxi Provincial Party School of the CPC，Xi'an 710061，China）

C語言中的指針運算

龐新法 PANG Xin-fa

（陜西省委黨?？萍冀萄胁?，西安 710061）

（Shaanxi Provincial Party School of the CPC，Xi'an 710061，China）

指針是C語言的精華、重點、難點，也是C系列語言的基礎。本文介紹了C語言中的指針常量和指針變量的運算規(guī)則，以及對數(shù)組的訪問。

指針；地址；數(shù)組；運算

1 緒論

C語言的精華是指針，程序設計的關鍵也是指針，使用指針的難點是指針的運算。用指針訪問數(shù)組元素，相對比較抽象，故本文用簡單的自然語言予以淺析。

2 指針變量的概念

2.1 內(nèi)存地址：內(nèi)存中存儲單元的編號 內(nèi)存中，有眾多的存儲單元（單位：字節(jié)）。為了區(qū)分不同單元，必須為每一個單元編號，這個編號就是存儲單元的“地址”，就像電話很多，為了區(qū)分每一部電話，必須為其編號，該編號就是電話號碼。每個單元有且僅有一個惟一的地址。單元中存放數(shù)據(jù)，注意區(qū)分單元的地址與單元中的內(nèi)容（數(shù)據(jù)）。

2.2 變量地址：該變量在內(nèi)存中的起始地址 變量名是單元的外部名字（用戶命名），單元號是單元的內(nèi)部名字（系統(tǒng)命名）如int x假設整型變量是2個字節(jié)，系統(tǒng)分配的存儲單元為100和101，則首地址100就是變量x在內(nèi)存中的地址。

直接訪問——直接利用變量的地址進行存取。

如：把“書”送給“張偉”就是直接訪問。

間接訪問——通過另一變量訪問該變量的值。

如：把“書”送給“張偉他哥”就是間接訪問，先間訪“張偉”，知道他哥的地址，再按此地址送“書”。

2.3 指針變量

指針：即地址，存放地址的變量稱為指針變量。

指針變量定義格式：數(shù)據(jù)類型*指針變量[,*指針變量2……];

取地址運算的格式：＆變量

例如

main()

{int x,*p;/*整形的指針的p單元

P=&x;

X=10;

*p+=20;

}程序運行結(jié)果是30,30

3 數(shù)組的指針和指向數(shù)組的指針變量

3.1 數(shù)組的指針 數(shù)組元素在內(nèi)存中連續(xù)存放，數(shù)組名代表數(shù)組首地址，是一個地址常量。

3.2 指向數(shù)組的指針變量的定義

例如，int a[10],*p=a(或 &a[0]);

或者：int a[10],*p;p＝a;

3.3 數(shù)組元素的引用

3.3.1 按名存取 有 int a[10],*p=a；定義，則p=a，一個數(shù)組，兩個名字p和a，訪問元素時用a[i]或p[i]。

3.3.2 按地址存取 有 int a[10],*p=a;定義，則：p+i和a+i都是數(shù)組元素a[i]的地址，訪問元素時用*(p+i)和*(a+i)。按地址存?。?(p+i)，*(a+i)，按名存取：a[i]，p[i]四個是等價關系。

除國際市場對國內(nèi)市場的利好支撐之外，國內(nèi)的供求利好依然存在。且隨時間推移，環(huán)保力度持續(xù)加大，行業(yè)開工率低位運行的局面很難改變，供求端利好將成為常態(tài)化。

注意：①p+n指向數(shù)組的下n個元素，而不是簡單地使指針變量p的值+n。編譯時為p+n*m。m為一個元素占用的字節(jié)數(shù)。②指針變量：既然是變量，其值隨時在變，必須注意其當前值，否則容易出錯。③指向數(shù)組的指針變量，可以指向數(shù)組以后的任何內(nèi)存單元，C語言不做越界檢查，這些單元不是系統(tǒng)分配的單元，強占資源，易導致死機。④int a[10],*p=a;p++對，a++錯，a常量，p 變量。

3.3.3 指向數(shù)組的指針變量所支持的運算 地址加減數(shù)值等于新地址，除此以外運算沒有意義，由此得出推論，指針支持的運算有：

算術運算：指針變量±整形數(shù)據(jù)、指針變量-指針變量=整型數(shù)值，該數(shù)值表示兩指針之間的數(shù)據(jù)個數(shù)，并非地址之差。

關系運算：指針變量 關系運算符 指針變量，表示兩個變量值的大小關系，誰在前誰在后。

4 二維數(shù)組的指針及其指針變量

4.1 二維數(shù)組的指針 有定義語句：int a[3][4];

①從二維數(shù)組角度看，數(shù)組名a代表數(shù)組的起始地址，是一個以行為單位進行控制的行指針，由一維數(shù)組構(gòu)成的一維數(shù)組就是二維數(shù)組，a+i是行指針值，指向二維數(shù)組的第i行。*(a+i)是列指針值，指向第i行第0列。*(*(a+i))：數(shù)組元素a[i][0]的值。用a作指針訪問數(shù)組元素a[i][j]的格式：*(*(a+i)＋j)。②int a[3][4]，b[4];由定義可看出，a[i]相當于數(shù)組名 b，故 a[0]、a[1]、a[2]分別表示第 0、1、2 一維數(shù)組的名字。③賦值：行指針變量＝二維數(shù)組名或行指針變量。

4.2 行指針變量定義格式 數(shù)據(jù)類型(*指針變量)[n];

4.3 二維數(shù)組元素的訪問 int a[5][4],(*P)[4]=a;和int b[4],可以看出,b相當于a[5]，第i行的一維數(shù)組名是a[i],元素地址±數(shù)值=元素地址，行地址±數(shù)值=行地址，a+i,a[i],*(a+i)其值相等，但a+i是行地址，a[i],*(a+i)是元素地址。

①按名存?。篴[i][j]或p[i][j]

②按地址存?。?*a[i]+j),*(*(a+i)+j),(*p[i]+j),*(*(p+i)+j)

5 動態(tài)數(shù)組的實現(xiàn)

靜態(tài)數(shù)組：編譯階段確定數(shù)組的大小，運行階段不能改變數(shù)組大小。缺點是事先無法準確確定數(shù)組的大小，太小不滿足處理需要，太大浪費內(nèi)存空間。

動態(tài)數(shù)組：運行階段，根據(jù)實際需要動態(tài)確定數(shù)組的大小。

在C語言中，可利用內(nèi)存的申請和釋放庫函數(shù)，以及指向數(shù)組的指針變量可當數(shù)組名使用的特點，來實現(xiàn)動態(tài)數(shù)組。如下程序

5.1 庫函數(shù)malloc()

①用法：void*malloc(unsigned size)。②功能：在內(nèi)存的動態(tài)存儲區(qū)分配size個字節(jié)的連續(xù)空間。③返回值：申請成功，則返回新分配內(nèi)存塊的起始地址；否則，返回NULL。

malloc()函數(shù)的返回值是一個無類型指針，但在實際使用malloc()函數(shù)時，必須將其返回值強制轉(zhuǎn)換成被賦值指針變量的數(shù)據(jù)類型，否則出錯。

5.2 運算符sizeof

①格式：sizeof(變量名／類型名)。②功能：求變量／類型占用的內(nèi)存字節(jié)數(shù)。如sizeof(long)=4。

5.3 庫函數(shù)free()

①用法：void free(void*ptr)。②功能：釋放由ptr指向的內(nèi)存塊（ptr是調(diào)用malloc()函數(shù)的返回值）。③返回值：無。

一般情況下，使用malloc()函數(shù)申請的內(nèi)存塊，操作結(jié)束后，應及時使用free()函數(shù)予以釋放。特別是在循環(huán)使用malloc()函數(shù)申請時，如果不及時釋放不再使用的內(nèi)存塊，很可能很快就耗盡系統(tǒng)的內(nèi)存資源，從而導致程序無法繼續(xù)運行甚至死機。

6 結(jié)束語

學習C語言必須掌握指針的概念，以便為以后C系列語言學習打下基礎。

[1]譚浩強.C語言程序設計[M].清華大學出版社，2004.

[2]丁愛萍.C語言程序設計實例教程[M].西安電子科技大學出版社，2006.

[3]林小茶.C語言程序設計[M].中國鐵道出版社，2005.

The Pointer Arithmetic in C Language

The pointer is the essence,focus and difficult of C language which is also the basis of C language Series.This article describes the arithmetic rules of pointer constants and variables in C language,as well as the access to the address.

pointer；address；array；operation

龐新法（1962-），男，陜西禮泉人，副教授，研究方向為計算機教學。

TP312

A

1006-4311（2014）11-0214-02