第十一章 指针和数组
11.1 指针和一维数组间的关系
1 由于数组名代表数组元素的连续存储空间的首地址，因此，数组元素既可以用下标法也可以用指针来引用。
例11.1见文末
2 p+1与p++在本质上是两个不同的操作，前者不改变当前指针的指向（因为没有进行赋值操作），而后者相当于执行p=p+sizeof(p的基类型),因此改变了p指针的指向，指向下一个元素。
3 p++不是将指针变量加1字节，而是加上1*sizeof（基类型）个字节。
4 输入p和a都是表示首地址，但是数组名a是一个指针常量，不可以进行增1或减1操作，而指针p是一个指针变量，可以这种操作。
5 用一维数组作函数形参与指针变量作函数形参在本质上都是一样的，因此在被调函数中既能以下标形式也能以指针形式访问元素。
例11.2见文末
11.2 指针和二维数组间的关系
1 如数组：int a[M][N] 可在逻辑上看成一个M行N列的存储空间。
2 可将二维数组看成由多个元素组成的一维数组，因此可以通过行地址和列地址定位到每个具体的元素。
3 类似于行地址和列地址，可以用行指针和列指针来定位具体元素。
例11.3见文末
11.3 指针数组及其应用
1 指针数组是值由若干个基类型相同的指针组成的数组。定义形式为：
类型关键字 *指针数组名[数量];
2 指针数组可以用存储多个字符串。
例11.4见文末
3 指针数组的元素是一个指针，因此与指针变量一样，在使用指针数组前必须对数组元素进行初始化。
4 指针数组可用于表示命令行参数。
例11.5见文末
11.4 动态数组
1 一个编译后的C程序会获得4块在逻辑上不相同并且用于不同目的的内存储区。
2 从低端起，第一块内存为只读存储区，用于存放程序的机器代码和字符串字面量等只读数据。
3 第一块内存相邻的一块是静态存储区，用于存放程序中的全局变量和静态变量等。
4 其他两块内存分别称为堆和栈，属于动态存储区。
5 栈用于保存函数调用时的返回地址、函数的形参、局部变量及CPU的当前状态等程序的运行信息；堆是一个自由存储区，程序可以用C的动态分配函数来使用堆。
6 变量的内存分配可以通过：（1）从静态存储区分配；（2）在栈上分配；（3）在堆上分配。
7 指针的另外一个作用是通过与动态内存分配函数联用，使动态数组成为可能。
8 动态内存分配是指程序运行时为变量分配内存的一种方法，在堆上实现。需要添加头文件<stdlib.h>。
9 函数malloc()用于分配若干字节的内存空间，返回一个指向该内存首地址的指针。如果系统不能提供足够的内存单元，函数则会返回一个空指针NULL。
10 malloc()函数的使用举例：
pi=(int *)malloc(sizeof(int));
表明向系统申请一个大小为4字节的内存，并且pi为int型指针。
11 函数calloc()可用于给若干同一类型的数据项分配连续的存储空间并赋值为0,因此calloc（）比malloc()更安全。
12 函数free()的功能是释放向系统动态申请的由指针p指向的存储空间。该函数的形参只能是由malloc()或calloc()申请内存时返回的地址。
13 函数realloc()用于改变原来分配的存储空间的大小。
例11.6见文末
14 永远不要忘记用free()释放不再使用的动态申请的内存。
例11.7见文末
代码
11.1a
演示数组元素的引用方法，下标法
//例11.1a 演示数组元素的引用方法，下标法
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int a[5],i;
printf("Input five numbers:");
for(i=0;i<5;i++)
{
scanf("%d",&a[i]);
}
for(i=0;i<5;i++)
{
printf("%4d",a[i]);//通过数组下标，一个个将元素打印出来
}
printf("\n");
return 0;
}11.1b
演示数组元素的引用方法,解引用
//例11.1b 演示数组元素的引用方法,解引用
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int a[5],i;
printf("Input five numbers:");
for(i=0;i<5;i++)
{
scanf("%d",a+i);//a+i等价于&a[i]
}
for(i=0;i<5;i++)
{
printf("%4d",*(a+i));//等价于a[i]
}
printf("\n");//这种方法是效率最高的
return 0;
}
11.1c
演示数组元素的引用方法,用移动指针变量p的方法
//例11.1c 演示数组元素的引用方法,用移动指针变量p的方法
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int a[5],*p;
printf("Input five numbers:");
for(p=a;p<a+5;p++)
{
scanf("%d",p);//指针法输入
}
for(p=a;p<a+5;p++)
{
printf("%4d",*p);//指针法输出
}
printf("\n");
return 0;
} 11.1d
演示数组元素的引用方法,用移动指针结合下标的方法
//例11.1d 演示数组元素的引用方法,用移动指针结合下标的方法
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int a[5],*p=NULL,i;//需要初始化指针
printf("Input five numbers:");
p=a;//等价于p=&a[0];
for(i=0;i<5;i++)
{
scanf("%d",&p[i]);//指针法输入
}
for(i=0;i<5;i++)
{
printf("%4d",p[i]);//指针法输出
}
printf("\n");
return 0;
}11.2主函数a
主函数a 演示数组和指针变量作为函数参数，实现与例11.1相同的功能
//例11.2 主函数a 演示数组和指针变量作为函数参数，实现与例11.1相同的功能
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int a[5];
printf("Input five numbers:");
InputArray(a,5);//数组名作函数参数
OutputArray(a,5);
return 0;
} 11.2 主函数b
主函数b（实际意义不大） 演示数组和指针变量作为函数参数，实现与例11.1相同的功能
//例11.2 主函数b（实际意义不大） 演示数组和指针变量作为函数参数，实现与例11.1相同的功能
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int a[5];
int *p=a;
printf("Input five numbers:");
InputArray(p,5);//指针作函数参数
OutputArray(p,5);
return 0;
}
11.2 几类被调函数
//被调函数实现方法一：形参和访问都用数组
void InputArray(int a[],int n);
void OutputArray(int a[],int n);
void InputArray(int a[],int n)//数组作形参
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
scanf("%d",&a[i]);//下标法访问
}
}
void OutputArray(int a[],int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%4d",a[i]);//下标法访问
}
printf("\n");
}//被调函数实现方法二:形参和访问都用指针
void InputArray(int *pa,int n);
void OutputArray(int *pa,int n);
void InputArray(int *pa,int n)//指针作形参
{
int i;
for(i=0;i<n;i++,pa++)//这里指针也需移动
{
scanf("%d",pa);//指针访问
}
}
void OutputArray(int *pa,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++,pa++)
{
printf("%4d",*pa);//下标法访问
}
printf("\n");
}//被调函数实现方法三:形参为数组类型，访问用指针法
void InputArray(int a[],int n);
void OutputArray(int a[],int n);
void InputArray(int a[],int n)//指针作形参
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
scanf("%d",a+i);//指针访问
}
}
void OutputArray(int a[],int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%4d",*(a+i);//指针访问
}
printf("\n");
}//被调函数实现方法四:形参用指针变量，访问都用数组方式
void InputArray(int *pa,int n);
void OutputArray(int *pa,int n);
void InputArray(int *pa,int n)//指针作形参
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
scanf("%d",&pa[i]);//数组方式访问
}
}
void OutputArray(int *pa,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%4d",pa[i]);//数组方式访问
}
printf("\n");
}11.3a
编写程序，输入一个3行4列的二维数组，然后输出这个二维数组的元素值。方法一
//例11.3a 编写程序，输入一个3行4列的二维数组，然后输出这个二维数组的元素值。方法一
#include<stdio.h>
#define N 4
void InputArray(int p[][N],int m,int n);
void OutputArray(int p[][N],int m,int n);
int main (void)
{
int a[3][4];
printf("Input 3*4 numbers:\n");
InputArray(a,3,4);//向函数传递的是第0行地址
OutputArray(a,3,4);
return 0;
}
void InputArray(int p[][N],int m,int n)
{
int i,j;
for(i=0;i<m;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
{
scanf("%d",&p[i][j]);//使用两层循环就可以完成二维数组的输入
}
}
}
void OutputArray(int p[][N],int m,int n)
{
int i,j;
for(i=0;i<m;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
{
printf("%4d",p[i][j]);//使用两层循环同样可以实现二维数组的打印
}
printf("\n");//在每一个内层循环结束后添加换行符，相当于实现二维数组的逻辑换行
}
}
11.3b
编写程序，输入一个3行4列的二维数组，然后输出这个二维数组的元素值。方法二
//例11.3b 编写程序，输入一个3行4列的二维数组，然后输出这个二维数组的元素值。方法二
#include<stdio.h>
#define N 4
void InputArray(int (*p)[N],int m,int n);//不要忘记（*p)
void OutputArray(int (*p)[N],int m,int n);
int main (void)
{
int a[3][4];
printf("Input 3*4 numbers:\n");
InputArray(a,3,4);//向函数传递的是第0行地址
OutputArray(a,3,4);
return 0;
}
void InputArray(int (*p)[N],int m,int n)
{
int i,j;
for(i=0;i<m;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
{
scanf("%d",*(p+i)+j);//相当于先按行移动，再找到对应的列
}
}
}
void OutputArray(int (*p)[N],int m,int n)
{
int i,j;
for(i=0;i<m;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
{
printf("%4d",*(*(p+i)+j));//对*(p+i)+j的解引用
}
printf("\n");//在每一个内层循环结束后添加换行符，相当于实现二维数组的逻辑换行
}
}11.3c
编写程序，输入一个3行4列的二维数组，然后输出这个二维数组的元素值。方法三
//例11.3c 编写程序，输入一个3行4列的二维数组，然后输出这个二维数组的元素值。方法三
#include<stdio.h>
#define N 4
void InputArray(int *p,int m,int n);//不要忘记（*p)
void OutputArray(int *p,int m,int n);
int main (void)
{
int a[3][4];
printf("Input 3*4 numbers:\n");
InputArray(*a,3,4);//注意a前面的*,这个时候先函数传递的就是0行0列的地址，不同于前面传递0行地址
OutputArray(*a,3,4);
return 0;
}
void InputArray(int *p,int m,int n)
{
int i,j;
for(i=0;i<m;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
{
scanf("%d",&p[i*n+j]);//相当于先定位到具体的下标
}
}
}
void OutputArray(int *p,int m,int n)
{
int i,j;
for(i=0;i<m;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
{
printf("%4d",p[n*i+j]);//同样先定位到具体的下标
}
printf("\n");//在每一个内层循环结束后添加换行符，相当于实现二维数组的逻辑换行
}
}11.4
使用指针数组来重新编写例10.4
//例11.4 使用指针数组来重新编写例10.4
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define MAX_LEN 10//字符串的最大长度
#define N 150 //最大参赛国
void SortString(char *ptr[],int n);
int main(void)
{
int i,n;
char name[N][MAX_LEN];//使用字符型的二维数组
char *pStr[N];
printf("How many countries?");
scanf("%d",&n);
getchar();//读走缓冲区的回车符
printf("Input their name:\n");
for(i=0;i<n;i++)
{
pStr[i]=name[i];//让pStr指向name的第i行
gets(pStr[i]);//输入第i个字符串到pStr指向的内容
}
SortString(pStr,n);//这时候排序的就是pStr
printf("Sorted results:\n");
for(i=0;i<n;i++)
{
puts(pStr[i]);//输出排序后字符
}
return 0;
}
void SortString(char *ptr[],int n)
{
//指针数组作函数参数，来用交换法实现字符串的排序
int i,j;
char *temp=NULL;//因为交换的是字符串的地址值，所以temp需要为指针变量
for(i=0;i<n-1;i++)
{
for(j=i+1;j<n;j++)
{
if(strcmp(ptr[j],ptr[i])<0)//用strcmp（）函数实现字符串的比较功能
{
temp=ptr[i];//这里就使用赋值运算符即可
ptr[i]=ptr[j];
ptr[j]=temp;
}
}
}
} 11.5
演示命令行的参数与函数main()各形参之间的关系。
//例11.5 演示命令行的参数与函数main()各形参之间的关系。
#include<stdio.h>
int main(int argc,char *argv)//带参数的main()函数定义，argc和argv是惯例
{
int i;
printf("The number of command line arguments is:%d\n",argc);
printf("The program name is:%s\n",argv[0]);
if(argc>1)
{
printf("The other arguments are following:\n");
for(i=1;i<argc;i++)
{
printf("%s\n",argv[i]);
}
}
return 0;
}
11.6
编程输入某班学生的某门课成绩，计算并输出其平均分。学生人数由键盘输入。
//例11.6 编程输入某班学生的某门课成绩，计算并输出其平均分。学生人数由键盘输入。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void InputArray(int *p,int n);
double Average(int *p,int n);
int main(void)
{
int *p=NULL,n;
double aver;
printf("How many students?");
scanf("%d",&n);
p=(int *)malloc(n*sizeof(int));//有多少学生就对应开辟多少空间
if(p==NULL)//防止出现分配不成功的情况
{
printf("No enough memory!\n");//提醒用户空间分配失败
exit(1);//结束程序
}
printf("Input %d score:",n);
InputArray(p,n);//输入学生成绩
aver=Average(p,n);//计算平均分
printf("aver=%.1f\n",aver);
free(p);//千万不要忘记释放空间
return 0;
}
void InputArray(int *p,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
scanf("%d",&p[i]);
}
}
double Average(int *p,int n)
{
int i,sum=0;
for(i=0;i<n;i++)
{
sum+=p[i];
}
return (double)sum/n;//注意强制转换
}
11.7
编程输入m个班学生（每班n个学生）的某门课成绩，计算并输出平均分。班级数和每班学生数由键盘输入。
//例11.7 编程输入m个班学生（每班n个学生）的某门课成绩，计算并输出平均分。班级数和每班学生数由键盘输入。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void InputArray(int *p,int m,int n);
double Average(int *p,int m,int n);
int main(void)
{
int *p=NULL,m,n;
double aver;
printf("How many classes?");
scanf("%d",&m);
printf("How many stuents in a class？");
scanf("%d",&n);
p=(int *)calloc(m*n,sizeof(int));//申请内存
if(p==NULL)//防止出现分配不成功的情况
{
printf("No enough memory!\n");//提醒用户空间分配失败
exit(1);//结束程序
}
printf("Input %d score:",n);
InputArray(p,m,n);//输入学生成绩
aver=Average(p,m,n);//计算平均分
printf("aver=%.1f\n",aver);
free(p);//千万不要忘记释放空间
return 0;
}
void InputArray(int *p,int m,int n)
{
int i,j;
for(i=0;i<m;i++)
{
printf("Please enter scores of class %d:\n",i+1);
for(j=0;j<n;j++)
{
scanf("%d",&p[n*i+j]);
}
}
}
double Average(int *p,int m,int n)
{
int i,j,sum=0;
for(i=0;i<m;i++)
{
for(j=0;j<n;j++)
{
sum=sum+p[n*i+j];
}
}
return (double)sum/n;//注意强制转换
}
