C语言程序设计教案 第十章指针.docx
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C语言程序设计教案第十章指针
第十章指针
课题:
第十章指针§1-§2
教学目的:
1、了解指针与地址的概念
2、掌握指针变量的定义、初始化及指针的运算
教学重点:
教学难点:
指针变量的定义、初始化及指针的运算
指针的运算
步骤一复习引导
指针是C语言的一个重要概念,也是C语言的一个重要特色。
正确而灵活地运用它,可以有效地表示复杂的数据结构;能动态分配内存;能方便地使用字符串;有效而方便地使用数组;在调用函数时能得到多于1个的值;能直接处理内存地址等,这对设计系统软件是很必要的。
指针的概念比较复杂,使用也比较灵活,因此初学者时常会出错,务请在学习本章内容时十分小心。
步骤二讲授新课
§10.1地址和指针的概念
计算机的主存储器被分成一个个存储单元,为了区分各存储单元,要为每个存储单元编号,这个编号即地址。
例:
i=3;或scanf(“%d”,&i);
是将3送给i所在的空间。
例:
将3送到变量I_pointer所“指向”的单元(即I所标志的单元)。
所谓“指向”,是通过地址来体现的,I_pointer中的值为2000,它是变量I的地址,这样就在I_pointer和变量之间建立起一种联系,即通过I_pointer能知道I的地址,从而找到变量I的内存单元。
因而在C语言中,将地址形象化地称为“指针”。
意思是通过它能找到以它为地址的内存单元。
一个变量的地址称为该变量的“指针”。
内存单元的地址和内存单元的内容是两个不同的概念。
指针:
就是地址,即内存单元的编号。
指针变量:
用来存放另一变量的地址(即指针)的变量。
如:
地址2000是变量i的指针;i_pointer是指针变量,其值就是指针2000。
§10.2变量的指针和指向变量的指针变量
变量的指针就是变量的地址。
存放变量地址的变量是指针变量,用来指向另一个变量。
*i_pointer表示i_pointer所指向的变量。
一、定义一个指针变量
指针变量的定义包含三个方面的内容:
⑴指针类型说明,即定义变量为一个指针变量
⑵指针变量名
⑶变量值(指针)所指向的变量的数据类型。
格式:
存储类型基类型*指针变量名;
例:
int*pointer_1,*pointer_2;
float*pointer_3;
char*pointer_4;
二、指针的引用
指针变量有两个运算符:
&:
取地址运算符
功能:
取变量地址;单目,右结合。
*:
取内容运算符(“间接访问”运算符)
功能:
只能跟地址,取变量所指向单元的内容;单目,右结合。
例:
&a为变量a的地址,
*p为指针变量p所指向的存储单元。
例:
inta=5,*p=&a;
printf(“%d”,*p);
main()
{inta,b;
int*pointer_1,*pointer_2;
a=100;b=10;
pointer_1=&a;/*把变量a的地址赋给pointer_1*/
pointer_2=&b;/*把变量b的地址赋给pointer_2*/
printf(“%d,%d\n”,a,b);
printf(“%d,%d\n”,*pointer_1,*pointer_2);
}
输出结果:
100,10
100,10
评注:
1、在第3行虽然定义了两个指针变量,只是提供了两个指针变量,但并未指向任何一个整型变量。
称为指针“悬空”。
2、最后一行的*pointer_1和pointer_2就是变量a和b。
3、程序中两处出现*pointer_1等,含义不同。
程序第3行中的*pointer_1表示定义指针变量pointer_1。
它前面的*只是表示该变量是指针变量。
程序最后一行中的*pointer_1则代表变量,即pointer_1所指向的变量。
4、第5行中的pointer_1=&a是将a的地址赋给指针变量pointer_1,而不是*pointer_1。
注意:
不应写成:
*pointer_1=&a;
5、从上例中可看出,*pointer_1等价于a,*pointer_2等价于b,故凡在程序中出现a的地方均可用*pointer_1代替。
所以,若有:
intx,y,*px=&x;
则下面的运算均是正确的:
y=*px+1;/*把x的内容加1送变量y*/
printf(“%d\n”,px);/*打印当前x的内容*/
d=sqrt((double)px);/*把x的平方根送变量d*/
px=0;/*把x置为0*/
*px+=1;/*把x的值加1*/
(*px)++;/*使x的值加1*/
y=(*px)++;/*即y=x,x++*/
6、假设px和py都被定义为指向int对象的指针,而且px当前已指向了int型变量x,则执行:
py=px;/*把指针px的内容拷贝到指针py中去*/
即py和px这两个不同的指针指向了同一对象x
7、指针不是整数,不能将它与整数混为一谈。
例:
#include
main()
{intx=100,*p;
p=x;
printf(“%d”,p);
}
例如:
#include
main()
{inta,b,*d=&a;
b=d;
printf(“%d\n”,b);
……
}——编译不出错,但得不到希望的值
关于&和*运算符的说明:
假设已执行pointer_1=&a;
1、&*pointer_1含义是什么?
&*pointer_1与&a相同,即变量a的地址。
2、*&a的含义是什么?
先进行&a运算,得a的地址,再进行*运算。
*&a、*pointer_1及变量a等价。
3、(*pointer_1)++相当于a++。
它与*pointer_1++不同。
4、*pointer_1++等价于*(pointer_1++),即先进行*运算,得到a的值,然后使pointer_1的值改变,这样pointer_1不再指向a了。
例10.2:
输入a和b两个整数,按先大后小的顺序输出a和b。
main()
{int*p1,*p2,*p,a,b;
scanf(“%d,%d”,&a,&b);
p1=&a;p2=&b;
if(a
{p=p1;p1=p2;p2=p;}
printf(“\na=%d,b=%d\n”,a,b);
printf(“max=%d,min=%d\n”,*p1,*p2);
}
运行情况:
5,9
a=5,b=9
max=9,min=5
三、指针变量作为函数参数
例10.3对输入的两个整数按大小顺序输出。
先考察如下程序,看是否能得到预期的结果
swap(intp1,intp2)
{inttemp;
temp=p1;
p1=p2;
p2=temp;
}
main()
{inta,b;
scanf(“%d,%d”,&a,&b);
if(a
printf(“\n%d,%d\n”,a,b);
}
不能得到预期的结果。
改为:
swap(int*p1,int*p2)
{inttemp;
temp=*p1;
*p1=*p2;
*p2=temp;
}
main()
{inta,b;
int*pointer_1,*pointer_2;
scanf(“%d,%d”,&a,&b);
pointer_1=&a;
pointer_2=&b;
if(a
printf(“\n%d,%d\n”,a,b);
}
注:
如果想通过函数调用得到n个改变的值,可以:
1、在主调函数中设n个变量,用n个指针变量指向它们;
2、然后将指针变量作实参,将这n个变量的地址传给所调用的函数的形参;
3、通过形参指针变量,改变该n个变量的值;
4、主调函数中就可以使用这些改变了值的变量。
四、指针(变量)的初始化
指针置初始化值的格式:
存储类型基类型*指针名=初始化值;
如:
main()
{staticinta;
int*p=&a,*p1=p;
……}
再如:
int*p=0;
或int*p=NULL;
五、指针的运算
1、指针的算术运算
指针仅能进行加、减算术运算
如:
p+n,p-n,p++,p--,++p,--p
p-=n,p+=n,p1-p2等
其中n是整数,p、p1、p2均为指针;
施行加法运算时,指针向地址增大的方向移动;
施行减法运算时,指针向地址减小的方向移动;
移动长度取决于指针的基类型,由计算机决定;
如有:
inta,b,c,*pt=&a;
则pt++则指针向后移动两个字节;
再如:
main()
{int*p1,a=8,b=3;
p1=&a;
printf(“%d,%d\n”,(*p1)++,*p1++);
printf(“%d,%d\n”,a,*p1);
}
运行结果:
3,8
8,4
注:
p1+k=p1+k*sizeof(p1的基类型);
p1-k=p1-k*sizeof(p1的基类型);
如:
strlen(char*s)
{char*p=s;
while(*p!
=‘\0’)p++;
return(p-s);
}
2、指针的关系运算
设指针p1,p2指向同一数组中的元素,则
p1 表示p1在p2的前面; p1 表示p2在p1的前面; p1==p2: 表示p1、p2指向数组中的同一元素; 同理可推出>、>=、<=、! =比较的意义; 不可将指针与其他类型的对象作比较; 若两指针指向不同数组中的元素,也不可比较; 允许将指针与NULL或数值0进行==或! =的比较,以便判定一个指针是否为空指针。 步骤三课堂小结 本课介绍了指针与地址的概念,指针变量的定义、初始化及指针的运算。 指针: 就是地址,即内存单元的编号。 指针变量: 用来存放另一变量的地址(即指针)的变量。 例如: inta=5,*p=&a; printf(“%d”,*p); 注意: 运算符*和&的用法,指针变量的自加自减运算。 步骤四布置作业 课后作业: 第十章课后练习 10.1 10.2 课题: 第十章指针§3 教学目的: 掌握指针与数组的知识 教学重点: 教学难点: 指向数组的指针变量 指向二维数组的指针 步骤一复习引导 上节课介绍了指针变量的定义及其赋值。 一个变量有地址,一个数组包含若干元素,每个数组元素都在内存中占用存储单元,它们都有相应的地址。 指针变量既然可以指向变量,当然也可以指向数组和数组元素(把数组起始地址或某一元素的地址放到一个指针变量中)。 步骤二讲授新课 所谓数组的指针是指数组的起始地址,数组元素的指针是数组元素的地址。 引用数组元素可以用下标法(如a[3]),也可以用指针法,即通过指向数组元素的指针找到所需的元素。 使用指针法能使目标程序质量高(占内存少,运行速度快)。 一、指向一维数组的指针 定义形式: inta[10]; int*p; p=&a[0];或p=a; 含义: 把数组的首地址赋给指针变量p。 也即: int*p=&a[0];或int*p=a; 二、通过指针引用数组元素 按C的规定: 如果指针变量p已指向数组中的一个元素,则p+1指向同一个数组中的下一个元素(而不是简单地加1)。 如果p的初值为&a[0],则: p+ia+i&a[i],即指向a数组的第i个元素。 *(p+i)*(a+i)a[i]。 指向数组的指针变量也可以带下标,如p[i]与*(p+i)等价 引用数组元素时,可以用: 1、下标法,如: a[i] 2、指针法,如: *(a+i)或*(p+i) 其中,a是数组名,p是指向数组的指针 例10.5: 输出数组中的全部元素 假设有一个a数组,整型,有10个元素。 用三种方法输出各元素的值: 1、下标法: main() {inta[10],i; for(i=0;i<10;i++) scanf(“%d”,&a[i]); printf(“\n”); for(i=0;i<10;i++) printf(“%d”,a[i]); } 2、利用数组名计算数组元素地址,找出元素的值。 main() {inta[10],i; for(i=0;i<10;i++) scanf(“%d”,&a[i]); printf(“\n”); for(i=0;i<10;i++) printf(“%d”,*(a+i)); } 3、用指针变量指向数组元素。 main() {inta[10],*p,i; for(i=0;i<10;i++) scanf(“%d”,&a[i]); printf(“\n”); for(p=a;p<(a+10);p++) printf(“%d”,*p); } 评注: 1、第1和2种方法执行效率是相同的。 2、第3种方法效率高。 3、用下标法比较直观。 在使用指针变量时,有几个问题要注意: 1、指针变量可以实现使本身的值改变。 如: for(p=a;p<(a+10);p++) 2、要注意指针变量的当前值。 如: 要通过指针变量输出a数组的10个元素。 main() {inta[10],i,*p=a; for(i=0;i<10;i++) scanf(“%d”,p++); printf(“\n”); for(i=0;i<10;i++,p++) printf(“%d”,*p); } 这个程序输出的并不是a数组中各元素的值。 因为第一个for循环结束时,p已经指向数组的末尾。 再继续下去,p指向的是a数组下面的10个元素,是不可预料的。 可加一句为: p=a; 3、用指针变量p指向数组元素,可以指到数组以后的内存单元。 C编译程序不作下标越界检查。 4、注意指针变量的运算。 如果p指向数组a, ⑴p++(或p+=1),使p指向下一元素a[1]。 ⑵*p++等价*(p++)。 作用是先得到p指向的变量的值(即*p),然后再使p+1→p。 ⑶*(p++)与*(++p)不同。 前者为a[0],后者为a[1] ⑷(*p)++表示p指向的元素值加1,即(a[0])++ ⑸如果p当前指向a数组中第i个元素,则: *(p--)相当于a[i--],先对p进行*运算,再使p自减; *(++p)相当于a[++i],先使p自加,再作*运算。 *(--p)相当于a[--i],先使p自减,再作*运算。 三、数组名作函数参数 用数组名作实参,在调用函数时是把数组的首地址传送给形参。 即实参数组与形参数组共占同一段内存。 例10.7将数组a中的n个整数按相反顺序存放。 分析: 将a[0]与a[n-1]对换,再将a[1]和a[n-2]对换……,直到将a[(n-1)/2]与a[n-int((n-1)/2]对换。 设i和j,i的初值为0,j的初值为n-1。 将a[i]和a[j]交换,然后使i的值加1,j的值减1,再将a[i]和a[j]交换,直到i=(n-1)/2为止。 voidinv(intx[],intn) {inttemp,i,j,m=(n-1)/2; for(i=0;i<=m;i++) {j=n-1-i; temp=x[i]; x[i]=x[j]; x[j]=temp; } return; } main() {inti,a[10]={3,7,9,11,0,6,7,5,4,2}; printf(“Thearray: \n”); for(i=0;i<10;i++)printf(“%d”,a[i]); printf(“\n”); inv(a,10); printf(“Thearray: \n”); for(i=0;i<10;i++)printf(“%d”,a[i]); printf(“\n”); } 例10.8从10个数中找出其中最大值和最小值。 intmax,min; voidmax_min_vlue(intarray[],intn) {int*p,*array_end; array_end=array+n; max=min=*array;/*等价max=min=array[0]*/ for(p=array+1;p if(*p>max)max=*p; elseif(*p return; } main() {inti,number[10]; printf(“enter10integernumber: \n”); for(i=0;i<10;i++) scanf(“%d”,&number[i]); max_min_value(number,10); printf(“\nmax=%d,min=%d\n”,max.min); } 如果有一个实参数组,想在函数中改变此数组的元素的值,实参与形参的对应关系有以下4种情况: 1、形参和实参都用数组名; main() {inta[10]; f(a,10);…… } f(intx[],intn) {……} a和x指的是同一个数组 2、实参用数组名,形参用指针变量; main() {inta[10]; f(a,10); …… } f(int*x,intn) {……} 开始时,x指向a[0] 3、实参形参都用指针变量; main() {inta[10],*p; p=a; f(p,10); …… } f(int*x,intn) {……} 实参p和形参x都指向数组a 4、实参为指针变量,形参为数组名。 main() {inta[10],*p; p=a; f(p,10); …… } f(intx[],intn) {……} p指向数组a,x和a共用同一段内存单元 例10.9用实参指针变量将a数组中n个整数按相反顺序存放. voidinv(int*x,intn) {int*p,m,temp,*i,*j; m=(n-1)/2; i=x;j=x+n-1;p=x+m; for(;i<=p;i++,j--) {temp=*i; *i=*j; *j=temp; } return; } main() {inti,a[10],*p=a; printf(“Theoriginalarray: \n”); for(i=0;i<10;i++,p++)scanf(“%d”,p); printf(“\n”); p=a; inv(p,10); printf(“Thearrayis: \n”);
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