胡曉燕，龐潤芳

摘要：該文從指針的概念、運(yùn)算、使用、靈活應(yīng)用時應(yīng)注意的事項(xiàng)等方面對C語言指針進(jìn)行淺析和探討。指導(dǎo)學(xué)生如何應(yīng)用指針。

關(guān)鍵詞：C語言；指針；指針變量；地址

中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)02-0389-03

Discuss Application Of The Pointer in C Language Program

HU Xiao-yan,PANG Run-fang

（Engineering & Training Center Inner Mongolia University of Seicence and Technology, Baotou 014010, China）

Abstract: In this paper,the concept of pointer,pointer arithmetic，pointer of use, flexible application should pay attention to in terms of C language pointer analysis and discussion. Guide the students how to use the pointer.

Key words: C Langwage; Pointer; Pointer Variables; Address

《C語言程序設(shè)計(jì)》課程是我校理工科非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)所接觸的第一門計(jì)算機(jī)語言課程。實(shí)踐證明,該門課程對于初學(xué)者來說難度比較大，這也是由于C語言的特點(diǎn)決定的。因?yàn)镃語言功能強(qiáng)大,它既有高級語言的特點(diǎn),也有低級語言的特點(diǎn)。而在這門課程中指針又是C語言的精華，因此靈活地應(yīng)用指針，可有效地表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、動態(tài)分配內(nèi)存、方便地引用字符串和數(shù)組；在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時還可獲得多個返回值，并可直接處理內(nèi)存地址，實(shí)現(xiàn)其它高級語言難以實(shí)現(xiàn)的功能；運(yùn)用指針編程是C語言最重要的風(fēng)格之一。但指針比較難以掌握，使用時常犯一些錯誤，即使是熟練的程序員也很難發(fā)現(xiàn)和排除這些錯誤。為了設(shè)計(jì)出高效、簡潔、緊湊的用戶程序，正確理解和使用指針非常重要。因此如何引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會C語言的指針在編程中應(yīng)用是很重要的事情。

1指針的概念

計(jì)算機(jī)對信息的處理都由操作系統(tǒng)調(diào)入存儲器存放并執(zhí)行，存儲器中有眾多的存儲單元，存儲單元是用來存放數(shù)據(jù)的。存放在存儲單元中的數(shù)據(jù)稱為存儲單元的內(nèi)容(或值)。計(jì)算機(jī)為了對存儲單元進(jìn)行有效的管理，便為存儲單元進(jìn)行編號(以字節(jié)為單位)，這個編號就是“地址”，這個“地址”又稱為指針[1]。每個變量都有一個地址。不同數(shù)據(jù)類型的變量，占用的字節(jié)數(shù)不同，系統(tǒng)把變量占據(jù)存儲單元的第一個字節(jié)的地址作為該變量的地址。有了地址我們就可以引入指針變量。指針變量是一種特殊的變量，變量中存放的不是某種數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)，而是存放另一個變量的地址。如果一個指針變量存放了另一個變量的地址，則形象地稱指針變量指向那個變量。下面提供一個指針的例題,通過分析例題來理解指針的概念。

例：利用指針，求兩個整數(shù)的和。main()

{ int i，j，sum;

int *p，*q;/*定義指針變量*/

p=&i；q=&j/*建立關(guān)聯(lián)*/

scanf(“%d，%d”，p，q);

sum=*p+*q；/*使用指針變量*/

printf (“%d，%d ”，*p，*q);

printf(“和= %d ”，sum);

}

在程序當(dāng)中，首先定義兩個普通變量i,j，再定義兩個指針變量p,q,為了進(jìn)行區(qū)分普通變量和指針變量，所以在指針變量名前加*號。不能引用沒有賦值的指針變量，否則可能會造成系統(tǒng)癱瘓，所以將&i賦值給p，&j賦值給q,說明指針變量指向了普通變量。如圖所示：

有了指向關(guān)系，在輸出語句中就可以利用指針來訪問普通變量i,j。

2指針的運(yùn)算

指針變量和其他變量一樣，也可以進(jìn)行運(yùn)算，由于指針的運(yùn)算實(shí)際上是地址的運(yùn)算，所以和其它變量的運(yùn)算又有區(qū)別[1]。

1)間接訪問運(yùn)算

用變量名對其所對應(yīng)的存儲單元的內(nèi)容進(jìn)行讀寫稱為直接訪問，而通過存儲單元的地址對其內(nèi)容進(jìn)行讀寫的則稱為間接訪問。盡管指針變量中保存的是存儲單元的地址，而引入指針的目的主要是為了更方便快捷地訪問存儲單元的內(nèi)容。

間接訪問是在引用的指針變量前面加一個“*”號，用來表示指針?biāo)赶虻拇鎯卧闹祷騼?nèi)容。例如：

int a=5, *p;

p=&a

printf("%d",*p);

當(dāng)指針p指向a后，若用指針p訪問所指存儲單元的內(nèi)容時，可以寫成*p，也就是說在這里*p與a是等價的。由于“&”與“*”兩個運(yùn)算符優(yōu)先級別相同，且結(jié)合方向均為自右至左，又是一對互逆運(yùn)算，所以有*&a=*p，&*p=&a。

2)指針變量加或減一個整型量，從而得到另一個地址，當(dāng)然自增自減運(yùn)算也是合法的。如先使p指向數(shù)組a的首地址(即p=a)，則p+n表示的是下標(biāo)為n的元素地址。p++表示：使p指向下一個元素a[1]。如果接著執(zhí)行*p，則取出a[1]的值。*p++等價于*(p++)作用是：先得到p指向的變量的值(即*p)，然后再將p+1=>p;*(p++)與*(++p)的作用不同，前者是先取*p的值，然后使p加1，而后者是先使p加1，再取*p；++ (*p)表示p所指向的元素的值加1。指針變量乘除一個整型量無意義，C語言也不允許此類語句出現(xiàn)。

3)由于指針變量中的地址也是一數(shù)值，所以指針變量間也可以進(jìn)行關(guān)系運(yùn)算。

4)兩個類型相同的指針變量可以相減，例如指向同一數(shù)組的指針變量相減可以得到兩個指針間元素的個數(shù)。相加或相乘則無意義[1]。

3指針的使用[3]

鏈表是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種存儲形式，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)分配存儲空間。我們知道，用數(shù)組存放數(shù)據(jù)時，必須事先對數(shù)組定義固定的長度（即元素的個數(shù)）。例如，有的班級有100人，而有的班級有50人，如果要用同一數(shù)組先后存放不同班級的學(xué)生數(shù)據(jù)，則必須定義長度為100的數(shù)組。如果事先難以確定元素的個數(shù)，則必須把數(shù)組定義得足夠大，以便夠用；但實(shí)際若使用得很少，那樣就造成了內(nèi)存空間的浪費(fèi)。定義小了又滿足不了需求，為了解決這一矛盾，C語言提供了“需之則有，不需則無”的動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)--鏈表，它根據(jù)需要開辟存儲單元。

指針和結(jié)構(gòu)體配合可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)存儲分配，用來實(shí)現(xiàn)對鏈表的建立、插入和刪除等操作。

建立一個簡單鏈表，結(jié)點(diǎn)類型定義的一般形式：

struct類型名

｛數(shù)據(jù)域定義；

struct類型名*指針域名}

其中，數(shù)據(jù)域和指針域都可以不止一個，當(dāng)指針域不止一個時，將構(gòu)成比較復(fù)雜的鏈表。以4個結(jié)構(gòu)體變量為結(jié)點(diǎn)建立一個簡單鏈表并且輸出。

#include

struct node

{int data;

struct node *next; };

main()

{struct node a,b,c,d,*head,*p;

head=&a/*頭指針指向a結(jié)點(diǎn)*/

a.data=10;a.next=&b/*a結(jié)點(diǎn)指向b結(jié)點(diǎn)*/

b.data=20;b.next=&c/*b結(jié)點(diǎn)指向c結(jié)點(diǎn)*/

c.data=30;c.next=&d/*c結(jié)點(diǎn)指向d結(jié)點(diǎn)*/

d.data=40;d.next=NULL;/*d結(jié)點(diǎn)是尾結(jié)點(diǎn)*/

p=head;

while(p!=NULL)/*輸出鏈表，p作為工作指針*/

{printf(“%d-->”,p-->data);

p=p-->next;/*工作指針后移*/}

printf(“NULL ”);}

運(yùn)行結(jié)果為：

10-->20-->30-->40-->NULL

建立一個簡單鏈表很容易，只需將引用自身的結(jié)構(gòu)體變量的地址賦給前驅(qū)的next即可。在后面需增加結(jié)點(diǎn)(即一個此類型的結(jié)構(gòu)體變量)時，只要將原鏈尾結(jié)構(gòu)體變量中的引用自身的指針指向新增加的結(jié)點(diǎn)即可。

4靈活應(yīng)用指針還必須注意如下問題[2]

1)要注意指針變量的當(dāng)前值。我們在做指針變量指向數(shù)組的練習(xí)時，經(jīng)常會有這樣的情況發(fā)生：

main()

{ int a[6],i,*p;

p=a;

for(i=0;i<6;i++)

scanf(“%d”,p++);

for(i=0;i<6;i++,p++)

printf(“%d”,*p);}

當(dāng)我們運(yùn)行程序時，輸出的6個數(shù)據(jù)和我們輸入的不一致，就是由于指針變量進(jìn)行了移動，已經(jīng)移出了我們的數(shù)據(jù)區(qū)域，當(dāng)再利用指針進(jìn)行訪問元素時必須把指針變量的當(dāng)前值重新指向數(shù)組中的第一個元素a[0]才可以。所以上面的程序在第二個for循環(huán)的前面加一條p=a或p=&a[0];程序的結(jié)果才是正確的。

2)在一維數(shù)組a[10]中，有語句p=a,則p+i和a+i都表示地址相當(dāng)于&a[i],p和a都是指針，但是它們有區(qū)別，p是變量，可以實(shí)現(xiàn)p++,a是常量，a的值不能改變。

3)當(dāng)指針指向字符串時，字符指針變量和字符數(shù)組之間是有區(qū)別的。

A、字符數(shù)組由若干個元素組成，每個元素中存放一個字符，而字符指針變量中存放的是地址。

B、定義了字符數(shù)組之后，只能對各個數(shù)組元素賦值，不能用下面方法對字符數(shù)組賦值：char str[]; str=“I have a book!”;

而對指針變量，可以采用下面方法賦值：

char *a; a=“I have a book”;

賦給a的不是字符，是字符串的首地址。

C、對字符指針變量賦初值

char *a=“I have a book”等價于

char *a;

a=“I have a book”;

對數(shù)組初始化

char str[]=“I have a book”不等價

char str[20];

str[]=“I have a book”

5結(jié)束語

指針是C語言的難點(diǎn)，但也是精髓，只要我們掌握了其本質(zhì)含義，也就不難了。上面所介紹的是C指針使用過程中的一些常用、重要的方法和規(guī)則。要達(dá)到熟練靈活應(yīng)用，還需要在實(shí)踐中不斷積累、總結(jié)、提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝長勝.C語言程序設(shè)計(jì)[M].內(nèi)蒙古:內(nèi)蒙古大學(xué)出版社,2007.

[2]鄧滿英.淺析C語言指針[J].襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2010(1).

[3]溫娟娟.C語言中指針的探討[J].河南職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,2003.