郭炜-C语言程序设计-程序设计与算法（一）-第八周

第八周 1.指针的概念 1.1指针的基本概念

• 每个变量都被存放在从某个内存地址（以字节为单位）开始的若干个字节中。
• “指针”，也称作“指针变量”，大小为4个字节（或8个字节）的变量，其内容代表一个内存地址。
• 通过指针，能够对该指针指向的内存区域进行读写。
• 如果把内存的每个字节都想像成宾馆的一个房间，那么内存地址相当于就是房间号，而指针里存放的，就是房间号。

1.2指针的定义

类型名 * 指针变量名

int * p;//p是一个指针，变量p的类型是int*
char * pc;//pc是一个指针，变量pc的类型是char*
float *pf;//pf是一个指针，变量pf的类型是float*

1.3指针的内容

int * p = ( int * ) 40000;

1.4通过指针访问其指向的内存空间

//给定p所在的地址4000
int * p = ( int * ) 40000;

//往p地址40000处起始的若干个字节的内存空间里写入5000
*p = 5000;

//将地址40000处起始的若干字节的内容赋值给 n
int n = *p;

//“若干” = sizeof(int)，因为 int * p,也就是4个字节。

1.5指针定义总结

• T * p ;

• T 可以是任何类型的名字，比如 int, double ,char 等等。

  • p 的类型: T *
  • *p 的类型： T

• 通过表达式 * p，可以读写从地址p开始的 sizeof(T)个字节

• *p 等价于存放在地址p处的一个 T 类型的变量

• 间接引用运算符 *

• sizeof(T*) 4字节（64位计算机上可能8字节）

2.指针的用法 2.1取地址符与指针

char ch1 = 'A';
char * pc = &ch1; //使得pc指向变量ch1

• & : 取地址运算符
• &x : 变量x的地址（即指向x的指针)
• 对于类型为 T 的变量 x，&x 表示变量 x 的地址(即指向x的指针)
  &x 的类型是 T *。

char ch1 = 'A';
char * pc = &ch1; // 使得pc 指向变量ch1
* pc = 'B'; // 使得ch1 = 'B'
char ch2 = * pc; // 使得ch2 = ch1
pc = & ch2; // 使得pc 指向变量ch2
* pc = 'D'; // 使得ch2 = 'D'

2.2指针可以自由访问内存空间

• 不需要通过变量，就能对内存直接进行操作。通过指针，程序能访
  问的内存区域就不仅限于变量所占据的数据区域。
• 在C++中，用指针p指向a的地址,然后对p进行加减操作，p就能指
  向a后面或前面的内存区域，通过p也就能访问这些内存区域。

2.3指针的相互赋值

• 不同类型的指针，如果不经过强制类型转换，不能直接互相赋值。

int * pn, char * pc, char c = 0x65;
pn = pc; //类型不匹配，编译出错
pn = & c; //类型不匹配，编译出错
pn = (int * ) & c;
int n = * pn; //n值不确定
//ox65后1，2，3未知
* pn = 0x12345678; //编译能过但运行可能出错
//1，2，3可能无法访问

3.指针运算 3.1 两个同类型的指针变量，可以比较大小

p1	值为真
p1==p2	值为真
p1>p2	值为真

3.2两个同类型的指针变量，可以相减

p1 – p2 = ( 地址p1 – 地址 p2 ) / sizeof(T)

例：
int * p1, * p2;
若 p1 指向地址 1000,p2 指向地址 600, 则:
p1 – p2 
= (1000 – 600)/sizeof(int)
= (1000 – 600)/4 
= 100
相减的结果为T1与T2之间可以存放多少个T * 类型的变量

3.3指针变量加减一个整数的结果是指针

p : T * 类型的指针.
n : 整数类型的变量或常量.
p+n : T * 类型的指针，指向地址：

地址p + n × sizeof(T)

n+p, p-n , *(p+n), *(p-n) 含义自明.

3.4指针变量可以自增、自减

T* 类型的指针p指向地址n

• p++, ++p : p指向 n + sizeof(T)
• p- -, - -p : p指向 n - sizeof(T)

3.5指针可以用下标运算符“[ ]”进行运算

p 是一个 T * 类型的指针。
n 是整数类型的变量或常量。
p[n] 等价于 *(p+n)。

例题 1.如何访问int型变量 a 前面的那一个字节?

int a;
char * p = (char * ) &a; // &a是 int *类型
--p;
printf("%c", * p); //可能导致运行错误
* p = 'A'; //可能导致运行错误

2.指针运算示例

#include 
using namespace std;
int main() {
int * p1, * p2; int n = 4;
char * pc1, * pc2;
p1 = (int *) 100; //地址p1为100
p2 = (int *) 200; //地址p2为200
cout<< "1) " << p2 - p1 << endl;
//输出 1) 25, 因(200-100)/sizeof(int) = 100/4 = 25
pc1 = (char * ) p1; //地址pc1为100
pc2 = (char * ) p2; //地址pc2为200
cout<< "2) " << pc1 - pc2 << endl; //输出 2) -100
//输出 2) -100,因为(100-200)/sizeof(char) = -100
cout<< "3) " << (p2 + n) - p1 << endl; //输出 3) 29
int * p3 = p2 + n; // p2 + n 是一个指针，可以用它给 p3赋值
cout<< "4) " << p3 - p1 << endl; //输出 4) 29
cout<< "5) " << (pc2 - 10) - pc1 << endl; //输出 5) 90
return 0;
}

3.指针作为函数参数

#include 
using namespace std;
void Swap( int *p1, int * p2)
{
int tmp = *p1; // 将p1指向的变量的值，赋给tmp
*p1 = *p2; // 将p2指向的变量的值，赋给p1指向的变量
*p2 = tmp; // 将tmp 的值赋给p2指向的变量。
}
int main()
{
int m = 3,n = 4;
Swap( &m, &n); //使得p1指向m,p2指向n
cout << m << " " << n << endl; //输出 4 3
return 0;
}

4.空指针

• 地址0不能访问。指向地址0的指针就是空指针

• 可以用“NULL”关键字对任何类型的指针进行赋值。NULL实际上
  就是整数0,值为NULL的指针就是空指针：

  int * pn = NULL; char * pc = NULL; int * p2 = 0;

• 指针可以作为条件表达式使用。如果指针的值为NULL，则相当于为
  假，值不为NULL，就相当于为真.

if(p)等价于if(p!=NULL) 
if(!p)等价于if( p==NULL )

5.指针与数组

• 数组的名字是一个指针常量指向数组的起始地址

T a[N];
a的类型是 T *.
可以用a给一个T * 类型的指针赋值.
a是编译时其值就确定了的常量，不能够对a进行赋值 .

• 作为函数形参时， T *p 和 T p[ ] 等价.

void Func( int * p) { cout << sizeof(p);}
//int*p <=> int p[]
void Func( int p[]) { cout << sizeof(p);}

例题 1.数组与指针的运算

#include 
using namespace std;
int main() {
int a[200]; int * p ;
p = a; // p指向数组a的起始地址，亦即p指向了a[0]
* p = 10; //使得a[0] = 10
*( p + 1 ) = 20; //使得 a[1] = 20
p[0] = 30; //p[i] 和 *(p+i) 是等效的，使得a[0] = 30
p[4] = 40; //使得 a[4] = 40
for( int i = 0;i < 10; ++i) //对数组a的前10个元素进行赋值
*( p + i) = i;
++p; // p指向 a[1]
cout << p[0] << endl; //输出1 p[0]等效于*p, p[0]即是a[1]
p = a + 6; // p指向a[6]
cout << * p << endl;// 输出 6
return 0;
}

2.颠倒一个数组

//self
#include
using namespace std;
void Exchange(int* a,int b) {
	for(int i=0; i
		int temp = a[i];
		a[i]=a[b-1-i];
		a[b-1-i]=temp;
	}
}
int main() {
	int args[6]= {1,2,3,4,5,6};
	Exchange(args,sizeof(args)/sizeof(int));
	for(int i=0; i<6; i++) {
		cout<
using namespace std;
void Reverse(int * p,int size) { //颠倒一个数组
for(int i = 0;i < size/2; ++i) {
int tmp = p[i];
p[i] = p[size-1-i];
p[size-1-i] = tmp;
}
}
int main()
{
int a[5] = {1,2,3,4,5};
Reverse(a,sizeof(a)/sizeof(int));
for(int i = 0;i < 5; ++i) {
cout << *(a+i) << "," ;
}
return 0;
} => 5,4,3,2,1,