【C语言】指针

在定义一个指针变量后，编译器不会自动为其赋值，此时指针变量的值是不确定的。有可能这个不确定的值正是某块有用的内存地址，那么直接使用它可能会带来内存错误。为了防止这种情况，可以使用NULL对其初始化，NULL的意思是“空”，表示指针哪里都不指向。NULL是指针类型中逻辑值为假的常量，除了NULL，其余指针常量的逻辑值都是真。

以p为例，来说明指针变量的初始化和赋值格式：

（1）为指针变量p初始化 int *p=NULL；

（2）先定义指针变量p，然后再为它赋值。int *p；p=NULL；

注意：变量名是p，不要写为*p=NULL。

1.3使用指针变量

正如用遥控器可以控制空调一样，可以通过指针访问它所指向的内存区域。这需要使用运算符“*”

1.3.1 *运算符

*运算符除了在定义指针变量时作为指针变量的标识外，还可以使用它达到“间接引用”的目的，即：通过指针访问其所指向的内存空间。

其使用格式： * 指针变量名；这种格式表示取指针所指向的目标变量的值

例如：int i=3;int *p;p=&i;j=*p;

当p中存入了i的地址，*p与i等价，也为3,。将*p的值赋给j后，j的值为3。

验证运算符*和&的作用

使用指针间接访问它所指向的变量

2、指向数组的指针

2.1指针和数组名

数组名代表数组的首地址，可以将其看作是一个存放了数组首地址的指针。不同于普通指针的是，数组名是个常量，不能修改它的值。例如：int i;int a[10];a=&i;

说明：

（1）a是常量，不能修改它的值，因此a=&i是错误的

（2）a的类型是int[10],也可以看作int *。当一个指针存放了数组的首地址时，这个指针可以当作数组名使用，反之亦然。

假设有数组a和指针p的定义：

int *p,a[10];若需要指针指向数组的首地址，可以有两种方式：

1. p=&a[0]；实现的功能是：将数组a起始元素a[0]的地址赋给指针p，p指向数组起始元素的地址，即p指向a数组的首地址。

2. p=a；实现的功能与p=&a[0]；等价，也是让p指向a数组的首地址。

当指针p指向数组a的首地址后，指针p和数组名a等价，这样，既可以通过数组名a访问数组元素，也可以通过指p访问数组元素。例如：若有下标变量i，那么下面的操作均合法：

1. *p=0；实现的功能是将p所指向的a数组首位元素a[0]赋值为0，与a[0]=0;等价。

2. 也可以将数组名a当作指针使用。*a=0；实现的功能与*p=0；等价。

3. 指针p可以当作数组名使用p[i]=0;实现的功能是将p所指向的a数组的元素a[i]赋值为0，与a[i]=0；等价。

2.2指针的赋值运算

以下几种给指针变量赋值的方式都合法：

（1）p=&i; 完成的功能：将变量i的地址赋值给指针p，即：p $\rightarrow$ i。

（2）p=a; 完成的功能：将数组a的首地址赋值给指针p，即：p $\rightarrow$ a[0]。

（3）p=&a[i]; 完成功能：将数组元素a[i]的地址赋值给指针p，即：p $\rightarrow$ a[i]

（4）p1=p2；完成功能：将指针变量p2的值赋值给指针p1，即：p1与p2指向同一个地址。

2.3指针的算术和关系运算

2.3.1指针加减整数

指针可以与整数进行加减操作，其结果也是一个指针，确切的说是个地址值。通常，“指针+整数”用于将指针向后移动“d*整数”个内存单元（其中d为指针指向的变量所占的字节数）。同理，“指针-整数”用于将指针向前移动“d*整数” 个内存单元（其中d为指针指向的变量所占的字节数）。

注意：编译器不会检查指针移动后，目的地址是否可用，如果移动失误，很可能会修改一些不能修改的内存单元，给程序带来致命的后果。因此限制这种“指针和整数的加减运算”智能在指针指向数组，不超出数组界限时使用。

2.3.2指针相减

当两个指针指向同一块内存区域时（例如：指向同一个数组），可以执行减法操作，结果为一个整数值，表示两个指针指向的位置之间相差几个元素。注意：如果两个指针不是指向同一块内存区域时，指针相减的结果是不可预测的，应该避免这种无意义的操作。就像同一条街道上的两个门牌号码相减，大致可以判断出中间相隔多少个房子。而不同街道上的门牌号码之间相减，是没有意义的。

2.3.3指针的关系运算

（1）表达式p<q为真，表示p指向的元素在前面，q指向的元素在后面

（2）表达式p>q为真，表示p指向的元素在后面，q指向的元素在前面

（3）表达式p==q为真，表示p和q指向同一元素

2.3.4指针的自增、自减

当指针指向数组时，可以指向自增、自减运算。另外，也可以通过指针间接地对其所指向的变量进行自增、自减运算。大致可以分为8种格式：

（1）指针变量++ 例如p++,即p++=p,p=p+1

（2）++指针变量例如++p,即p=p+1,++p=p

（3）指针变量-- 例如p--,即p--=p,p=p-1

（4）--指针变量例如--p,即p=p-1,--p=p

（5）指针变量*++ 例如*p++,即*p++=*p,p=p+1

或（*p）++,即(*p)++=(*p),(*p)=(*p)+1

（6）++*指针变量例如 ++*p或++（*p),即（*p）=(*p)+1,++*p=*p

（7）*指针变量-- 例如 *p--即*p--=*p,p=p-1

或（*p）--即(*p)--=(*p),(*p)=(*p)-1

（8）--*指针变量例如--*p或--（*p）即（*p）=(*p)-1,--*p=*p

注意：*和++、--的优先级相同，属于第二级，结合方向是自右向左。

2.3.5利用指针引用数组元素

当指针指向数组的首地址的时候，指针和数组名等价。此时，可以用两种来访问数组，分别是下标法和指针法。

2.3.6指针作函数的参数

函数的参数不仅可以是整型、实型、字符型，还可以是指针类型。当指针作函数的实际参数时，它可以所存地址传送到函数中，完成双向地址传递。当指针作函数的实际参数时，它可以将所存在地址传送到函数中，完成双向地址传递。当指针作函数的形式参数时，它可以接收实际参数传递的地址值，在函数内部可以存取或修改此地址下的数据。

一、指针作函数的形参，接收实参变量的地址，可以修改实参变量的值。

普通变量作函数的形参，从实参到形参传递的是变量的值，实现的是"单向值传递"。形参的改变无法传回给实参。在函数内部只能通过形参使用实参的值，无法修改它。

指针变量作函数的形参，从实参到形参传递的是变量的地址，实现的是“双向地址传递”。形参的改变可以传回给实参。在函数内部可以通过形参使用并修改实参的值。

二、指针和杉树分别做函数的参数，接收实参所传递的地址，修改实参地址中所存储的值。指针和数组分别作函数的参数，实参与形参的对应关系有四种形式。如下表所示:

实参	形参
数组名	数组
数组名	指针变量
指针变量	数组
指针变量	指针变量

将数组a中的n个整数按相反顺序存放

练习：将数组a中的元素按照从小到大的顺序排列

//将数组a中的元素按照从小到大的顺序排列
#include<stdio.h>
#define N 10
void fun(int *x){
	int t,i,j;
	for(i=0;i<=N-2;i++){
		 for(j=i+1;j<=N-1;j++){
		    if(*(x+i)>*(x+j)){
			t=*(x+i);
			*(x+i)=*(x+j);
			*(x+j)=t;	
		}
	}
	}
	
}
int main(){
	int i,a[N];
	printf("请输入%d个数组元素:",N);
	for(i=0;i<=N-1;i++){
		scanf("%d",&a[i]);
	}
	printf("打印输出数组元素:");
	for(i=0;i<=N-1;i++){
		printf("%d,",a[i]);
	}
	fun(a);
	printf("\n");
	printf("数组升序排列后:");
	for(i=0;i<=N-1;i++){
		printf("%d,",a[i]);
	}
	
	
}

3、指向字符串的指针

3.1字符指针和字符数组

C语言中，可以将字符串存放到字符数组中，数组名表示该字符串第一个字符存放的地址。如果将字符串的首地址或者字符数组名赋给一个字符型的指针变量，指针变量便指向了字符串。即：字符指针变量可以指向任一字符串的首地址。

分别定义字符数组和字符指针并为其初始化，以字符串的格式输出。

分别定义字符数组和字符指针，以字符串的格式输入、输出值。

修改字符数组名和字符指针的值

运行程序时出错，因为str数组名是一个常量，不能够修改它的值

3.2利用字符指针处理字符串

4、指针数组和指向指针的指针

4.1指针数组

数组的每一个元素都可以看作是一个变量，而指针是存储地址值的变量，因此，指针也可以作为数组元素存储在数组中，这时，数组称之为是指针数组。指针数组的定义格式是：

类型说明符 * 数组名 [整型常量或整型常量表达式]

例如：char *name[5];

name就是一个包含5个元素的指针数组，它的每个元素都是char *类型的，即：指向字符类型的指针。

4.1.1练习

用指针数组输出多个字符串

对图书目录的图书名称进行排序

4.2指向指针的指针

前面介绍的都是一级指针，一级指针可以指向普通的变量，本节要研究的是指向指针的指针，它实际上是多级指针。多级指针包含二级指针、三级指针以及更高级的指针。平时，使用最多的应该是二级指针。当某个指针变量所指向的不是普通变量，而是一个一级指针变量时，这个指针变量就称之为是二级指针。二级指针的基本格式为：

类型说明符 **指针名；

例如：char **p；

其中第一个*表示p指针指向的变量是char*类型的变量，即：指针变量。第二个*表示p本身的指针类型。

4.2.1练习

利用二级指针对图书目录中的图书名称进行排序

4.3数组指针

数组指针是指向一维或更多维数组的指针。数组指针的定义格式是：

类型说明符（*指针名）[数组最后一维的长度];

例如：int (*p)[4];

p是一个指针，指向一个最后一维长度是4的整型数组，4可以说是数组指针p的步长。若执行p+1,p在内存中实际移动的导航度是4*sizeof（int）。

二维数组的每一行都可以看作是一维数组组成的，因此，若需要一次操作二维数组的每一行，就可以先定义一个数组指针，然后让此指针依次指向二维数组的每一行。若利用p引用二维数组i行j列的一个元素a[i][j]，有多种方式，包括：*p[i][j]、*(*p[i]+j)、*(*(p+i)+j)、(*(p+i))[j]。

5、函数指针与指针函数

5.1函数指针

每个函数在编译时都会被分配一个入口地址，即：第一条指令的地址。如果将该地址赋给一个指针，那么指针变量就会存储了该函数的入口地址，该指针就指向了该函数，通常称这种指向函数的指针为函数指针。函数指针定义的一般格式为：

数据类型（*指针名）（形参表列）

例如：int *p(int x,int y);

5.2指针函数

当一个函数的返回值是指数类型时，该函数称之为是指针函数。定义指针函数的一般格式如下：

函数类型 *函数名（形参表列）

{

说明部分

语句部分

}

注意：指针函数的声明和函数指针的格式非常相似，它们的区别在于函数指针比指针函数的声明多一对小括号。

int (*p)(int a[],int n);//定义函数指针

int *max(int a[],int n);//指针函数的声明

设计一个字符串查找函数，完成的功能是：在字符串中查找指定的字符串，并从第一次找到该字符串的位置开始输出字符串的内容。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
char *seek(char *p1,char *p2)
{
	int i,flag;
	char *p;
	for(p=p1;*p!='\0';p++)
	{
		flag=1;
		for(i=0;*(p2+i)!='\0';i++){
				if(*(p2+i)!=*(p+i))
				{
			     flag=0;
			     break;
				}
     }
	if(flag==1){
		return p;
	}
  }
	return NULL;
}
int main(){
	char s1[30],s2[10],*s;
	puts("enter string:");
	gets(s1);
	puts("enter word:");
	gets(s2);
	s=seek(s1,s2);
	if(s!=NULL){
		puts(s);
	} 
	else{
		puts("can't find this word."); 
	}
	return 0;
}