2011等考C語言基礎(chǔ)教程：指針、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合和枚舉

　　本節(jié)專門對(duì)第二節(jié)曾講述過的指針作一詳述。并介紹Turbo C新的數(shù)據(jù)類型:結(jié)構(gòu)、聯(lián)合和枚舉,其中結(jié)構(gòu)和聯(lián)合是以前講過的五種基本數(shù)據(jù)類型(整型、浮點(diǎn)型、字符型、指針型和無值型)的組合。枚舉是一個(gè)被命名為整型常數(shù)的集合。

　　最后對(duì)類型說明(typedef)和預(yù)處理指令作一闡述。

　　1、 指針(point)

　　學(xué)習(xí)Turbo C語言,如果你不能用指針編寫有效、正確和靈活的程序,可以認(rèn)為你沒有學(xué)好C語言。指針、地址、數(shù)組及其相互關(guān)系是C語言中最有特色的部分。規(guī)范地使用指針, 可以使程序達(dá)到簡(jiǎn)單明了,因此,我們不但要學(xué)會(huì)如何正確地使用指針,而且要學(xué)會(huì)在各種情況下正確地使用指針變量。

　　1. 指針和地址

　　1.1 指針基本概念及其指針變量的定義

　　1.1.1 指針變量的定義

　　我們知道變量在計(jì)算機(jī)內(nèi)是占有一塊存貯區(qū)域的,變量的值就存放在這塊區(qū)域之中,在計(jì)算機(jī)內(nèi)部,通過訪問或修改這塊區(qū)域的內(nèi)容來訪問或修改相應(yīng)的變量。Turbo C語言中,對(duì)于變量的訪問形式之一, 就是先求出變量的地址,然后再通過地址對(duì)它進(jìn)行訪問,這就是這里所要論述的指針及其指針變量。

　　所謂變量的指針,實(shí)際上指變量的地址。變量的地址雖然在形式上好象類似于整數(shù),但在概念上不同于以前介紹過的整數(shù),它屬于一種新的數(shù)據(jù)類型,即指針類型。Turbo C中,一般用"指針"來指明這樣一個(gè)表達(dá)式&x的類型,而用 "地址"作為它的值,也就是說,若x為一整型變量,則表達(dá)式&x的類型是指向整數(shù)的指針,而它的值是變量x的地址。同樣,若double d; 則&d的類型是指向以精度數(shù)d的指針,而&d的值是雙精度變量d的地址。所以,指針和地址是用來敘述一個(gè)對(duì)象的兩個(gè)方面。雖然&x、&d的值分別是整型變量x和雙精度變量d的地址,但&x、&d的類型是不同的,一個(gè)是指向整型變量x的指針,而另一個(gè)則是指向雙精度變量d的指針。在習(xí)慣上,很多情況下指針和地址這兩個(gè)術(shù)語混用了。

　　我們可以用下述方法來定義一個(gè)指針類型的變量。

　　int *ip;

　　首先說明了它是一指針類型的變量,注意在定義中不要漏寫符號(hào)"*",否則它為一般的整型變量了。另外,在定義中的int表示該指針變量為指向整型數(shù)的指針類型的變量,有時(shí)也可稱ip為指向整數(shù)的指針。ip是一個(gè)變量,它專門存放整型變量的地址。

　　指針變量的一般定義為:

　　類型標(biāo)識(shí)符 *標(biāo)識(shí)符;

　　其中標(biāo)識(shí)符是指針變量的名字,標(biāo)識(shí)符前加了"*"號(hào),表示該變量是指針變量,而最前面的"類型標(biāo)識(shí)符"表示該指針變量所指向的變量的類型。一個(gè)指針變量只能指向同一種類型的變量,也就是講,我們不能定義一個(gè)指針變量,既能指向一整型變量又能指向雙精度變量。

　　指針變量在定義中允許帶初始化項(xiàng)。如:

　　int i, *ip=&i;

　　注意,這里是用&i對(duì)ip初始化,而不是對(duì)*ip初始化。和一般變量一樣,對(duì)于外部或靜態(tài)指針變量在定義中若不帶初始化項(xiàng),指針變量被初始化為NULL,它的值為0。Turbo C中規(guī)定,當(dāng)指針值為零時(shí),指針不指向任何有效數(shù)據(jù),有時(shí)也稱指針為空指針。因此,當(dāng)調(diào)用一個(gè)要返回指針的函數(shù)(第五節(jié)中介紹)時(shí),常使用返回值為NULL來指示函數(shù)調(diào)用中某些錯(cuò)誤情況的發(fā)生。

　　1.1.2 指針變量的引用

　　既然在指針變量中只能存放地址,因此,在使用中不要將一個(gè)整數(shù)賦給一指針變量。下面的賦值是不合法的:

　　int *ip;

　　ip=100;

　　假設(shè)

　　int i=200, x;

　　int *ip;

　　我們定義了兩個(gè)整型變量i, x,還定義了一個(gè)指向整型數(shù)的指針變量ip。i, x中可存放整數(shù),而ip中只能存放整型變量的地址。我們可以把i的地址賦給ip:

　　ip=&i;

　　此時(shí)指針變量ip指向整型變量i,假設(shè)變量i的地址為1800,這個(gè)賦值可形象理解為下圖所示的聯(lián)系。

　　ip i

　　┏━━━┓ ┏━━━┓

　　┃ 1800 ╂──→ ┃ 200 ┃

　　┗━━━┛ ┗━━━┛

　　圖1. 給指針變量賦值

　　以后我們便可以通過指針變量ip間接訪問變量i,例如:

　　x=*ip;

　　運(yùn)算符*訪問以ip為地址的存貯區(qū)域,而ip中存放的是變量i的地址,因此,*ip訪問的是地址為1800的存貯區(qū)域(因?yàn)槭钦麛?shù),實(shí)際上是從1800開始的兩個(gè)字節(jié)),它就是i所占用的存貯區(qū)域,所以上面的賦值表達(dá)式等價(jià)于x=i;

　　另外,指針變量和一般變量一樣,存放在它們之中的值是可以改變的,也就是說可以改變它們的指向,假設(shè)

　　int i, j, *p1, *p2;

　　i='a';

　　j='b';

　　p1=&i;

　　p2=&j;

　　則建立如下圖所示的聯(lián)系:

　　p1 i

　　┏━━━┓ ┏━━━┓

　　┃ ╂──→┃ 'a' ┃

　　┗━━━┛ ┗━━━┛

　　p2 i

　　┏━━━┓ ┏━━━┓

　　┃ ╂── → ┃ 'b' ┃

　　┗━━━┛ ┗━━━┛

　　圖2. 賦值運(yùn)算結(jié)果

　　這時(shí)賦值表達(dá)式:

　　p2=p1

　　就使p2與p1指向同一對(duì)象i,此時(shí)*p2就等價(jià)于i,而不是j,圖2.就變成圖3.所示:

　　p1 i

　　┏━━━┓┏━━━┓

　　┃ ╂──→┃ 'a' ┃

　　┗━━━┛┗━━━┛

　　p2 │ j

　　┏━━━┓ ┏━━━┓

　　┃ ╂─┘ ┃ 'b' ┃

　　┗━━━┛ ┗━━━┛

　　圖3. p2=p1時(shí)的情形

　　如果執(zhí)行如下表達(dá)式:

　　*p2=*p1;

　　則表示把p1指向的內(nèi)容賦給p2所指的區(qū)域,此時(shí)圖2.就變成圖4.所示

　　p1 i

　　┏━━━┓ ┏━━━┓

　　┃ ╂──→ ┃ 'a' ┃

　　┗━━━┛ ┗━━━┛

　　p2 j

　　┏━━━┓ ┏━━━┓

　　┃ ╂──→ ┃ 'a' ┃

　　┗━━━┛ ┗━━━┛

　　圖4. *p2=*p1時(shí)的情形

　　通過指針訪問它所指向的一個(gè)變量是以間接訪問的形式進(jìn)行的,所以比直接訪問一個(gè)變量要費(fèi)時(shí)間,而且不直觀,因?yàn)橥ㄟ^指針要訪問哪一個(gè)變量,取決于指針的值(即指向),例如"*p2=*p1;"實(shí)際上就是"j=i;",前者不僅速度慢而且目的不明。但由于指針是變量, 我們可以通過改變它們的指向,以間接訪問不同的變量,這給程序員帶來靈活性,也使程序代碼編寫得更為簡(jiǎn)潔和有效。

　　指針變量可出現(xiàn)在表達(dá)式中,設(shè)int x, y *px=&x;

　　指針變量px指向整數(shù)x,則*px可出現(xiàn)在x能出現(xiàn)的任何地方。例如:

　　y=*px+5; /*表示把x的內(nèi)容加5并賦給y*/

　　y=++*px; /*px的內(nèi)容加上1之后賦給y [++*px相當(dāng)于++(px)]*/

　　y=*px++; /*相當(dāng)于y=*px; px++*/

　　1.2. 地址運(yùn)算

　　指針允許的運(yùn)算方式有:

　　(1).指針在一定條件下,可進(jìn)行比較,這里所說的一定條件,是指兩個(gè)指針指向同一個(gè)對(duì)象才有意義,例如兩個(gè)指針變量p,q指向同一數(shù)組,則<, >, >=, <=, ==等關(guān)系運(yùn)算符都能正常進(jìn)行。若p==q為真,則表示p, q指向數(shù)組的同一元素;若p

　　(2).指針和整數(shù)可進(jìn)行加、減運(yùn)算。設(shè)p是指向某一數(shù)組元素的指針,開始時(shí)指向數(shù)組的第0號(hào)元素,設(shè)n為一整數(shù),則p+n就表示指向數(shù)組的第n號(hào)元素(下標(biāo)為n的元素)。

　　不論指針變量指向何種數(shù)據(jù)類型,指針和整數(shù)進(jìn)行加、減運(yùn)算時(shí),編譯程序總根據(jù)所指對(duì)象的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度對(duì)n放大,在一般微機(jī)上, char放大因子為1,int、short放大因子為2,long和float放大因子為4,double放大因子為8。對(duì)于下面講述到的結(jié)構(gòu)或聯(lián)合,也仍然遵守這一原則。

　　(3).兩個(gè)指針變量在一定條件下,可進(jìn)行減法運(yùn)算。設(shè)p, q指向同一數(shù)組,則p-q的絕對(duì)值表示p所指對(duì)象與q所指對(duì)象之間的元素個(gè)數(shù)。其相減的結(jié)果遵守對(duì)象類型的字節(jié)長(zhǎng)度進(jìn)行縮小的規(guī)則。

　　2.指針和數(shù)組

　　指針和數(shù)組有著密切的關(guān)系,任何能由數(shù)組下標(biāo)完成的操作也都可用指針來實(shí)現(xiàn),但程序中使用指針可使代碼更緊湊、更靈活。

　　2.1.指向數(shù)組元素的指針

　　我們定義一個(gè)整型數(shù)組和一個(gè)指向整型的指針變量:

　　int a[10], *p;

　　和前面介紹過的方法相同,可以使整型指針p指向數(shù)組中任何一個(gè)元素,假定給出賦值運(yùn)算

　　p=&a[0];

　　此時(shí),p指向數(shù)組中的第0號(hào)元素,即a[0],指針變量p中包含了數(shù)組元素a[0]的地址,由于數(shù)組元素在內(nèi)存中是連續(xù)存放的,因此,我們就可以通過指針變量p及其有關(guān)運(yùn)算間接訪問數(shù)組中的任何一個(gè)元素。

　　Turbo C中,數(shù)組名是數(shù)組的第0號(hào)元素的地址,因此下面兩個(gè)語句是等價(jià)的

　　p=&a[0];

　　p=a;

　　根據(jù)地址運(yùn)算規(guī)則,a+1為a[1]的地址,a+i就為a[i]的地址。

　　下面我們用指針給出數(shù)組元素的地址和內(nèi)容的幾種表示形式。

　　(1).p+i和a+i均表示a[i]的地址,或者講,它們均指向數(shù)組第i號(hào)元素,即指向a[i]。

　　(2).*(p+i)和*(a+i)都表示p+i和a+i所指對(duì)象的內(nèi)容,即為a[i]。

　　(3).指向數(shù)組元素的指針,也可以表示成數(shù)組的形式,也就是說,它允許指針變量帶下標(biāo),如p[i]與*(p+i)等價(jià)。

　　假若:p=a+5;

　　則p[2]就相當(dāng)于*(p+2),由于p指向a[5],所以p[2]就相當(dāng)于a[7]。而p[-3]就相當(dāng)于*(p-3),它表示a[2]。

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