《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 》課件-第6章

項(xiàng)目六指針——逢3退出小游戲任務(wù)一了解指針任務(wù)二了解指針與數(shù)組、函數(shù)的應(yīng)用任務(wù)三實(shí)例體驗(yàn)任務(wù)四算法歸納任務(wù)五畫流程圖任務(wù)六項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)思考與練習(xí)

任務(wù)一了解指針

1．概述什么是指針？其實(shí)指針與其他變量一樣，所不同的是一般的變量包含的是實(shí)際的真實(shí)數(shù)據(jù)，而指針是一個(gè)指示器，它告訴程序在內(nèi)存的哪塊區(qū)域可以找到數(shù)據(jù)。這是一個(gè)非常重要的概念，有很多程序和算法都是圍繞指針而設(shè)計(jì)的。存儲(chǔ)器中的一個(gè)字節(jié)稱為一個(gè)存儲(chǔ)單元，不同類型的數(shù)據(jù)占有的存儲(chǔ)單元并不相同。內(nèi)存單元的編號(hào)稱為地址，根據(jù)內(nèi)存單元的編號(hào)或地址就可以找到該內(nèi)存單元，通常情況下，這個(gè)地址就叫指針。

指針和指針變量的區(qū)別是指針就是一個(gè)地址，它是一個(gè)常量；而指針變量是一個(gè)變量，是用來(lái)存放內(nèi)存地址的變量，它既可存放變量地址，也可以存放其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地址。數(shù)組和函數(shù)在內(nèi)存中是連續(xù)存放的，找到了首地址也就找到了數(shù)組和函數(shù)。

2．指針定義的一般形式

1)指針變量的類型說明

對(duì)指針變量的類型說明包括以下三方面的內(nèi)容：

①指針類型說明，即定義變量為一個(gè)指針變量。

②指針變量名。

③變量值(指針)所指向的變量的數(shù)據(jù)類型。

指針變量類型說明的一般形式為

類型說明符*變量名;

其中，*表示這是一個(gè)指針變量，變量名即為定義的指針變量名，類型說明符表示本指針變量所指向的變量的數(shù)據(jù)類型。例如，

int*p1;

表示p1是一個(gè)指針變量，它的值是某個(gè)整型變量的地址?；蛘哒fp1指向一個(gè)整型變量。至于p1究竟指向哪一個(gè)整型變量，應(yīng)由向p1賦值的變量的地址決定。

staticint*p2;

/*p2是指向靜態(tài)整型變量的指針變量*/

float*p3;

/*p3是指向浮點(diǎn)變量的指針變量*/

char*p4;

/*p4是指向字符變量的指針變量*/

應(yīng)該注意的是，一個(gè)指針變量只能指向同類型的變量，如p3只能指向浮點(diǎn)變量，不能時(shí)而指向一個(gè)浮點(diǎn)變量，時(shí)而又指向一個(gè)字符變量。

2)指針變量的賦值

未經(jīng)賦值的指針不能使用，而且如果賦值也只能是地址而不能是其他任何數(shù)據(jù)，取地址符號(hào)為&。一般情況下取地址格式為&變量名，變量名必須是預(yù)先已經(jīng)說明過的。

指針變量賦值方法有以下幾種。

①初始化法，例如，

inta;

int*p=&a;

②賦值法，例如，

inta;int*p;

p=&a;

不允許把一個(gè)數(shù)賦予指針變量，所以int*p;p=100;?是錯(cuò)誤的。被賦值的指針變量前不能加*，所以inta;int*p;*p=&a;也是錯(cuò)誤的。

3．指針變量的運(yùn)算

指針變量可以進(jìn)行某些運(yùn)算，但其運(yùn)算的種類是有限的。它只能進(jìn)行賦值運(yùn)算和部分算術(shù)運(yùn)算及關(guān)系運(yùn)算。

1)指針運(yùn)算符

①取地址運(yùn)算符&。取地址運(yùn)算符&是單目運(yùn)算符，其結(jié)合性為自右至左，其功能是取變量的地址。在scanf函數(shù)及前面介紹的指針變量賦值中，我們已經(jīng)了解并使用了&運(yùn)算符。

②取內(nèi)容運(yùn)算符*。取內(nèi)容運(yùn)算符*是單目運(yùn)算符，其結(jié)合性為自右至左，用來(lái)表示指針變量所指的變量。在*運(yùn)算符之后跟的變量必須是指針變量。需要注意的是指針運(yùn)算符*和指針變量說明中的指針說明符*不是一回事。在指針變量說明中，“*”是類型說明符，表示其后的變量是指針類型。而表達(dá)式中出現(xiàn)的“*”則是一個(gè)運(yùn)算符，用以表示指針變量所指的變量。

例如，

main()

{

inta=5,*p=&a;

printf("%d",*p);

return0;

}

表示指針變量p取得了整型變量a的地址。本語(yǔ)句表示輸出p所指向的地址中的內(nèi)容，即變量a的值。

2)指針變量的運(yùn)算

①賦值運(yùn)算。指針變量的賦值運(yùn)算有以下幾種形式：

a．指針變量初始化賦值，前面已作介紹。

b．把一個(gè)變量的地址賦予指向相同數(shù)據(jù)類型的指針變量。例如，

inta,*pa;

pa=&a;

/*把整型變量a的地址賦予整型指針變量pa*/

c．把一個(gè)指針變量的值賦予指向相同類型變量的另一個(gè)指針變量。例如，

inta,*pa=&a,*pb;

pb=pa;

/*把a(bǔ)的地址賦予指針變量pb*/

由于pa、pb均為指向整型變量的指針變量，因此可以相互賦值。

d．把數(shù)組的首地址賦予指向數(shù)組的指針變量。例如，

inta[5],*pa;

pa=a;

/*數(shù)組名表示數(shù)組的首地址，故可賦予指向數(shù)組的指針變量pa*/

也可寫為

pa=&a[0];

/*數(shù)組第一個(gè)元素的地址也是整個(gè)數(shù)組的首地址，也可賦予pa*/

當(dāng)然也可采取初始化賦值的方法：

inta[5],*pa=a;

e．把字符串的首地址賦予指向字符類型的指針變量。例如，

char*pc;pc="clanguage";

或用初始化賦值的方法寫為

char*pc="CLanguage";

這里應(yīng)說明的是并不是把整個(gè)字符串裝入指針變量，而是把存放該字符串的字符數(shù)組的首地址裝入指針變量。關(guān)于這點(diǎn)在后面還將詳細(xì)介紹。

f．把函數(shù)的入口地址賦予指向函數(shù)的指針變量。例如，

int(*pf)();pf=f;

/*f為函數(shù)名*/

②加減算術(shù)運(yùn)算。對(duì)于指向數(shù)組的指針變量，可以加上或減去一個(gè)整數(shù)n。設(shè)pa是指向數(shù)組a的指針變量，則pa+n、pa-n、pa++、++pa、pa--、--pa運(yùn)算都是合法的。指針變量加或減一個(gè)整數(shù)n的意義是把指針指向的當(dāng)前位置(指向某數(shù)組元素)向前或向后移動(dòng)n個(gè)位置。應(yīng)該注意，數(shù)組指針變量向前或向后移動(dòng)一個(gè)位置和地址加1或減1在概念上是不同的。因?yàn)閿?shù)組可以有不同的類型，各種類型的數(shù)組元素所占的字節(jié)長(zhǎng)度是不同的。如指針變量加1，即向后移動(dòng)1個(gè)位置，表示指針變量指向下一個(gè)數(shù)據(jù)元素的首地址，即移動(dòng)了一個(gè)該數(shù)據(jù)類型的長(zhǎng)度，而不是在原地址基礎(chǔ)上加1。

例如，

inta[5],*pa;

pa=a; /*pa指向數(shù)組a，也是指向a[0]*/

pa=pa+2; /*pa指向a[2]，即pa的值為&pa[2]*/

指針變量的加減運(yùn)算只能對(duì)數(shù)組指針變量進(jìn)行，對(duì)指向其他類型變量的指針變量作加減運(yùn)算是毫無(wú)意義的。例如，

再例如，

任務(wù)二了解指針與數(shù)組、函數(shù)的應(yīng)用

1．指針和數(shù)組的定義數(shù)組名代表了數(shù)組的起始地址(即第一個(gè)元素的地址)。數(shù)組的起始地址稱為數(shù)組的指針，數(shù)組各元素的地址稱為數(shù)組元素的指針。

例如，

上例表示對(duì)p當(dāng)前所指向的數(shù)組的元素a[0]賦值為1。

如果想要通過指針變量p引用a[3]，則可對(duì)p的值加3，然后用指針運(yùn)算符。例如，

*(p+3)=27;

該語(yǔ)句表示對(duì)a[3]賦值為27，因?yàn)閜+3所指向的元素為a[3]。

*(p+i)，*(a+i)表示p+i和a+i所指向的數(shù)組元素，即a[i]。例如，*(p+3)，*(a+3)都表示a[3]。

指向數(shù)組的指針變量也可以用下標(biāo)形式，如p[i]與*[p+i]等價(jià)。

下標(biāo)法：如a[i]的形式。

指針法：如*(p+i)或*(a+i)，其中a是數(shù)組名，p是指向數(shù)組的指針變量，其初始值為p=a;。

2．?dāng)?shù)組指針的應(yīng)用

指向數(shù)組的指針變量稱為數(shù)組指針變量。在討論數(shù)組指針變量的說明和使用之前，我們先明確幾個(gè)關(guān)系。

一個(gè)數(shù)組是由連續(xù)的一塊內(nèi)存單元組成的。數(shù)組名就是這塊連續(xù)內(nèi)存單元的首地址。一個(gè)數(shù)組也是由各個(gè)數(shù)組元素(下標(biāo)變量)組成的。每個(gè)數(shù)組元素按其類型不同占有幾個(gè)連續(xù)的內(nèi)存單元。一個(gè)數(shù)組元素的首地址也是指它所占用的幾個(gè)內(nèi)存單元的首地址。一個(gè)指針變量既可以指向一個(gè)數(shù)組，也可以指向一個(gè)數(shù)組元素，可把數(shù)組名或第一個(gè)元素的地址賦予它。如要使指針變量指向第i號(hào)元素，可以把i元素的首地址賦予它或把數(shù)組名加i賦予它。

例如，

再例如，

3．?dāng)?shù)組名和數(shù)組指針變量作函數(shù)參數(shù)

數(shù)組名就是數(shù)組的首地址，實(shí)參向形參傳送數(shù)組名實(shí)際上就是傳送數(shù)組的地址，形參得到該地址后也指向同一數(shù)組。這就好像同一件物品有兩個(gè)彼此不同的名稱一樣。同樣，指針變量的值也是地址，數(shù)組指針變量的值即為數(shù)組的首地址，當(dāng)然也可作為函數(shù)的參數(shù)使用。

例如，

又例如，

例如，將數(shù)組a中的n個(gè)整數(shù)按相反順序存放。

方法一：實(shí)參用數(shù)組、形參用指針變量來(lái)實(shí)現(xiàn)，程序如下：

方法二：實(shí)參用指針變量、形參用數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)：

方法三：形參和實(shí)參都用指針變量來(lái)實(shí)現(xiàn)：

4．字符串?dāng)?shù)組和字符指針變量

用字符串?dāng)?shù)組和字符指針都可以實(shí)現(xiàn)字符串的存儲(chǔ)和運(yùn)算，但兩者有一定的區(qū)別。

(1)字符指針變量本身是一個(gè)變量，用于存放字符串的首地址。而字符串本身存放于以此為首地址的一塊連續(xù)的內(nèi)存空間中，并以“\0”結(jié)束。字符串?dāng)?shù)組是由若干個(gè)數(shù)組元素組成的，它可以存放整個(gè)字符串。

(2)對(duì)字符串?dāng)?shù)組賦值作初始化時(shí)，必須用外部類型或靜態(tài)類型，即必須為靜態(tài)存儲(chǔ)方式，而字符指針無(wú)此限制。

(3)對(duì)于字符指針方式，有char*p=“China”;可寫為char*p;p=“China”;

而數(shù)組staticchars[]=“China”;不能寫為chars[5];s={“China”};

對(duì)數(shù)組的賦值(非賦初值)只能對(duì)字符串?dāng)?shù)組中的每一個(gè)元素逐一賦值。

例如，

例如，

又例如，指針數(shù)組作指針型函數(shù)的參數(shù)。

任務(wù)三實(shí)例體驗(yàn)

在設(shè)計(jì)完整的項(xiàng)目之前，我們先演示一下小游戲，有助于大家體會(huì)本項(xiàng)目的處理過程。這種思想可以應(yīng)用到更多的問題上。我們的總體思想就是數(shù)字代入法，經(jīng)過幾個(gè)具體的實(shí)例，總結(jié)出一個(gè)公式或者一個(gè)專門的代碼。

假設(shè)我們總共有20個(gè)小朋友。

(1)根據(jù)項(xiàng)目要求逢3退出的規(guī)則，第一輪退出的是：3，6，9，12，15，18。

(2)第二輪退出的是：1，5，10，14，19。

(3)第三輪退出的是：4，11，17。

(4)第四輪退出的是：7，16。

任務(wù)四算法歸納

根據(jù)任務(wù)一細(xì)化的功能和任務(wù)三中的實(shí)例，我們可以設(shè)計(jì)以下幾步實(shí)現(xiàn)功能，這些步驟即可稱為算法。逢3退出的算法如下：

(1)先規(guī)定有多少小朋友參加這個(gè)小游戲。

(2)給每個(gè)小朋友編號(hào)。

(3)小朋友圍成一個(gè)圈，從第一個(gè)小朋友開始報(bào)數(shù)，逢3，這個(gè)小朋友就退出。

(4)離他最近的小朋友，又從1開始報(bào)數(shù)，逢3，這個(gè)小朋友就退出。

(5)直到只剩下最后一個(gè)小朋友，他(她)就可以得到獎(jiǎng)品——蘋果。

任務(wù)五畫流程圖

用流程圖的方式表示上述算法，如圖6.1所示。

任務(wù)六項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)

本項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)程序如下：

程序運(yùn)行結(jié)果如圖6.2所示。

圖6.2程序運(yùn)行結(jié)果

思?考?與?練?習(xí)

一、選擇題

1．以下程序的輸出結(jié)果是()。main(){

inta=25,*p;

p=&a;

printf("%d",++*p);

A．23 B．24 C．25 D．26

2．類型相同的兩個(gè)指針變量之間不能進(jìn)行的運(yùn)算是()。

A．< B．= C．+ D．-

3．若有語(yǔ)句“int(*p)[M];”，其中標(biāo)識(shí)符p表示的是()。

A．M個(gè)指向整型變量的指針

B．指向M個(gè)整型變量的函數(shù)指針

C．一個(gè)指向具有M個(gè)整型元素的一維數(shù)組的指針

D．具有M個(gè)指針元素的一維數(shù)組，每個(gè)元素都是指向整型變量的指針

4．若有語(yǔ)句“int(*p)();”，其中標(biāo)示符p表示的是()。

A．指向整型變量的指針

B．指向整型函數(shù)的指針

C．返回整型指針的函數(shù)

D．返回整型變量的函數(shù)

5．以下程序的運(yùn)行結(jié)果是()。

6．執(zhí)行以下程序后，a的值為【①】，b的值為【②】。

7．變量的指針的含義是指該變量的()。

A．值 B．地址

C．名 D．一個(gè)標(biāo)志

8．若有定義inta=5；，則下面對(duì)①②兩個(gè)語(yǔ)句的解釋正確的是()。

①int*p=&a; ②*p=a;

A．語(yǔ)句①和②中的*p含義相同，都表示給指針變量p賦值

B．①和②語(yǔ)句的執(zhí)行結(jié)果，都是把變量a的地址值賦值給指針變量p

C．①在對(duì)p進(jìn)行說明的同時(shí)進(jìn)行初始化，使p指向a

②將變量a的值賦值給指針變量p

D．①在對(duì)p進(jìn)行說明的同時(shí)進(jìn)行初始化，使p指向a

?②將變量a的值賦值給*p

9．若有語(yǔ)句int*point,a=4;和point=&a;，下面均代表地址的一組選項(xiàng)是()。

A．a(chǎn),point,*&a B．&*a,&a,*point

C．*&point,*point,&a D．&a,&*point,point

10．若有說明：int*p1,*p2,m=5,n;，以下均是正確賦值語(yǔ)句的選項(xiàng)是()。

A．p1=&m;p2=&p1;

B．p1=&m;p2=&n;*p1=*p2;

C．p1=&m;p2=p1; D．p1=&m;*p2=*p1;