C语言指针变量类型说明及使用

任务描述

将介绍C语言的一个重要组成部分——指针。指针是在C语言中广泛使用的一种数据类型。运用指针编程是C语言最主要的风格之一。利用指针变量可以表示各种数据结构；能很方便地使用数组和字符串；并能像汇编语言一样处理内存地址，从而编出精练而高效的程序。指针极大地丰富了C语言的功能。学习指针是学习C语言中最重要的一环，能否正确理解和使用指针是人们是否掌握C语言的一个标志。在掌握了指针的基本用法之后，将更进一步讨论指针的高级用法。

知识学习

（1）地址和指针

在计算机中，所有的数据都是存放在存储器中的。一般把存储器中的一个字节称为一个内存单元，不同的数据类型所占用的内存单元数不等，如整型量占4 个单元，字符量占1 个单元等，为了正确地访问这些内存单元，必须为每个内存单元编上号。根据一个内存单元的编号即可准确地找到该内存单元。内存单元的编号也称为地址。所以根据内存单元的编号或地址就可以找到所需的内存单元。

当C 程序中定义一个变量时，系统就分配一个带有唯一地址的存储单元来存储这个变量。例如，若有下面的变量定义：

char a='A';

int b=66;

long c=67;

系统将根据变量的类型，分别为a、b 和c 分配1 个、4 个和4 个字节的存储单元，此时变量所占存储单元的第一个字节的地址就是该变量的地址。

程序对变量的读取操作（即变量的引用），实际上是对变量所在存储空间进行写入或取出数据。通过变量名来直接引用变量，称为变量的“直接引用”方式，这种引用方式是由系统自动完成变量名与其存储地址之间的转换。

此外，C语言中还有另一种称为“间接引用”的方式。它首先将变量的地址存放在一个变量（存放地址的变量称为指针变量）中，然后通过存放变量地址的指针变量来引用变量，如图7.1所示。

int x=123;

int y=456;

int z=789;

int*point=&x;

在C语言中一个变量的地址称为该变量的指针。用来存放一个变量地址的变量称为指针变量。即指针是一个特殊变量，它是用来存放其他变量的地址的。其实，一个指针总是一个无符号整数类型，因为计算机的内存编号总是整型的，而且不会是负数。

（2）指针变量

1）指针变量的定义

指针变量同其他变量一样，必须先定义，后使用。指针变量定义的一般形式为：

类型名*指针变量名；

例如： int *p；

表示p 是一个指针变量，它的值是某个整型变量的地址。或者说p 指向一个整型变量。至于p 究竟指向哪一个整型变量，应由向p 赋予的地址来决定。

对指针变量的类型说明包括3 个内容：

图7.1　数据存储区域

①指针类型说明，即变量名前面的“*”是一个说明符，用来说明该变量是指针变量，这个“*”是不能省略它定义变量为一个指针变量。

②指针变量名。

③变量的数据类型。类型名表示指针变量所指向的变量的类型，而且只能指向这种类型的变量，因为它决定了指针的访问范围。将在其后的内容中进一步介绍指针变量定义类型的必要性。

指针变量也允许在定义时进行初始化。例如：

float *ptr,percent=12.80;

ptr=&percent

ptr 的值为变量percent 的地址时，可以说指针变量p 指向该变量。

通过上述操作可以得到如下关系：

percent 等价*ptr(www.xing528.com)

&percent 等价ptr

percent=12.80 等价*ptr=12.80

例7.2　指针的基本用法。

2）指针变量的运算

指针变量有两个有关的运算符：

①& 取地址运算符。指针变量同普通变量一样，使用之前不仅要定义说明，而且必须赋予具体的值。未经赋值的指针变量不能使用，否则将造成系统混乱，甚至死机。指针变量的赋值只能赋予地址，决不能赋予任何其他数据，否则将引起错误。在C语言中，变量的地址是由编译系统分配的，对用户完全透明，用户不知道变量的具体地址。C语言中提供了地址运算符&来表示变量的地址。其一般形式为：

&变量名；

如&a 变示变量a 的地址，&b 表示变量b 的地址。变量本身必须预先说明。设有指向整型变量的指针变量p，如要把整型变量a 的地址赋予p 可以有以下两种方式：

被赋值的指针变量前不能再加“*”说明符，如写为*p=&a 也是错误的。

②*指针运算符。取内容运算符*是单目运算符，其结合性为自右至左，用来表示指针变量所指的变量。在*运算符之后跟的变量必须是指针变量。

需要注意的是指针运算符*和指针变量说明中的指针说明符*不是一回事。在指针变量说明中，“*”是类型说明符，表示其后的变量是指针类型。而表达式中出现的“*”则是一个运算符用以表示指针变量所指的变量。

例如：&a 表示变量a 的地址，*p 表示对指针变量p 指向的变量的内存单元所进行的操作。

例7.3　指针的引用。

3）指针变量作为函数参数

在C语言中，函数参数可以是指针类型。当指针变量作函数参数，其作用是将一个变量的地址传送到另一个函数中。此时形参从实参获得了变量的地址，即形参和实参指向同一个变量，当形参指向的变量发生变化时，实参指向的变量也随之变化。

例7.4　交换两个数。

任务总结

指针就是地址，是指某数据在内存中存储空间的首字节的编号。

指针的作用：可以用来对程序中变量和数组等对象实现间接访问。如果要实现对数据的间接访问，必须已知数据在内存中的地址（指针）。

间接访问：例如让同学给你带个饭，中学上课传纸条。

关于*

①乘法：a*b；

②说明：必须在定义语句中，如：double *p；

③指向运算符：在定义语句以外，和*结合。*右边必须是指针！

如果有double r；double *p； p=&r； ，则有结论：

①p 等价于&r

②*p 等价于*&r

③*p 等价于r

④*&相遇抵消。