5.2 指針變量的應用

　　1.指向變目的指針變量

　　當指針變量指向某個對象(它的值不是NULL)時，可以用

　　* 指針變量

　　引用指針變量所指向的對象。如語句：

　　ip=&i;

　　j=* ip;

　　實現將指針變量ip所指變量的內容(即變量i的內容)賦給變量j。其中，賦位號右邊的*ip 表示引用中所指變量的內容。上述賦值等價于：

　　j=1;

　　語句

　　*ip=200;

　　實現向指針變量ip所指變量(即變量i)賦值200。其中，賦值號左邊的。ip表示引用ip所指變量。上述賦值等價于

　　i=200;

　　一般地，記號“* 指針變量名”與指針變量所指變量的“變量名”等價。要特別注意：指針變量之間的賦值，指針變量所指向的變量之間的賦值，這兩種賦值在表示方法上的區別。如語句

　　intpt=ip;

　　使兩個指針變量intpt與ip指向同一個對象，或都不指向任何對象(如果ip的值為NULL)。而語句

　　* intpt=*ip;

　　實現將ip所指變量的值賦給intpt所指的變量。這里要求中與intpt的值都不可以是NULL。通過指針變量引用它所指的變量，實際引用哪一個變量，取決于指針變量的值。改變指針變量的值，就是改變了它的指向。指針變量最主要的應用有兩個方面：一是讓指針變量指向數組的元素，以便逐一改變指針變量的指向，遍歷數組的全部元素;二是讓函數設置指針形式參數，讓函數體中的代碼通過指針形式參數引用調用環境中的變量或函數。

　　為正確使用指針變量和它所指向的對象，特指出以下幾點注意事項：

　　(1)指針變量定義與引用指針變量所指對象采用相似的標記形式(* 指針變量名)，但它們的作用與意義是完全不同的。在指針變量定義中(如int *ip;)，指針變量名之前的符號“*”說明其隨后的標識符是指針變量名。如果指針變量定義時帶有初始化表達式，如

　　int i， * ip=&i;

　　初始化表達式的地址是賦給指針變量本身，而不是指針變量所指對象(實際上，在初始化之前，指針變量還未指向任何對象)。

　　(2)通過指向變量i的指針變量ip引用變量三與直接按其名i引用變量i ，效果是相同的，凡直接按名可引用處，也可以用指向它的某個指針變量間接引用它。如有

　　int i， *ip=&i;

　　則凡變量i能使用的地方，*ip一樣能用。

　　(3)因單目運算符* 、&、++和--是從右向左結合的。要注意分清運算對象是指針變量、還是指針變量所指對象。如有

　　int i，j，*ip=&i;

　　語句

　　j=++*ip;

　　是指 ip所指向的變量(變量i)的內容加1，加1后的值賦給變量j。也就是說，++*ip相當于++(*ip)。而語句j=*ip++;相當于語句j=*ip; ip++;這是因為先求值的是表達式 ip++，它的求值規則是，表達式的值為原來ip的位，然后ip的內容增加了 1個單位。所以。 ip++的表達式值與*ip相同，并在*ip++求出表達式值的同時，指針變量ip增加了1個單位。這樣，ip不再指向變量i，這種情況常用在指針指向數組元素的情況，在引用數組某元素之后，自動指向數組的下一個元素。而語句j=(*ip)++;則是先引用ip所指向的對象，取ip所指向的對象的內容賦給j，并讓中所指向的對象的內容增加1個單位。

　　2.指向一維數組元素的指針變量

　　指針變量也能指向數組的元素。設有以下變量定義：

　　int a[100]，*p;

　　賦值運算p=&a[0]使p指向a[0]。表示&a[0]還有更簡潔的方法，即數組名a。按約定，一維數組名表達式的值為數組存儲區域的開始地址，即數組首元素的指針。對指向數組元素的指針允許作有限的運算。設有代碼：

　　int *p,*q，a[100] ;

　　p=&a[10] ; q=&a[50] ;

　　(1)指向數組元素的指針可與整數進行加減運算。利用數組元素在內存中順序連續存放的規定，和地址運算規則，有表達式 a+1為 a[1] 的地址，a+2為 a[2]的地址。一般地，表達式a+i為a[i]的地址。把這個結論應用于指向數組元素的指針，同樣地成立。若p的值為a[0]的地址，則表達式p+i的值為a[i]的地址。或者說，p+i的值為指向a[i]的指針值。若p指向數組元素 a[10]，則 p+n就表示指向數組元素 a[10+n]，這里n是任意的整數表達式。

　　一般地，當指針變量指向數組a的元素時，不論數組元素的類型是什么，指針和整數n進行加減運算時，總是根據所指元素的數據存儲字節長度 sizeof a[0] ，對n放大，保證加減n，使指針植向前或向后移動n個元素位置。

　　(2)當兩個指針指向同一個數組的元素時，允許兩個指針作減法運算。其絕對值等于兩指針所指數組元素之間相差的元素個數。如表達式&a[4O]-&a[0]的值為40。

　　(3)當兩個指針指向同一個數組的元素時，這兩個指針可以作關系比較(<，<=, ==，>，>=，!=)。若兩指針p和q指向同一個數組的元素，則p==q為真表示p，q指向數組的同一個元素;若p

　　利用運算符*可引用指針所指對象，*(a+i)表示引用a+i所指向的數組元素a[i] 。這樣。(a+i)就是 a[i]。對于指向數組元素的指針變量p，若p指向a[10]，*(p+i)表示引用p+i所指向的數組元素 a[10+i]。

　　與用數組名和下橋引用數組元素的標記法相一致，指向數組元素的指針變量也可帶下標引用數組的元素，即*(p+i)也可寫成p[i] 。但若p=&a[10]，則p[i]引用的是a[10+i]，p[2]引用的是a[8]。

　　綜上所述，引用數組元素有以下多種形式：

　　(1)用數組元素的下標引用數組元素，如 a[5]。

　　(2)利用數組名表達式的值是數組首元素指針的約定，可利用指針表達式間接引用數組元素，如*(a+i) 。

　　(3)利用指向數組元素的指針變量，用它構成指向數組元素的指針表達式，并用該表達式引用數組元素。如*(p+i)或p[i]。

　　這里要強調指出用數組名a表達數組元素指針與用指向數組元素的指針p來表達數組元素的指針，在實際應用上的區別：p是變量，其值可改變，如p++;而數組名a只代表數組a的首元素的指針，它是不可改變的，程序只能把它作為常量使用。

　　3.指向字符串的指針變目

　　通常所說的字符串指針就是指向字符率某字符的字符指針。因字符率存儲于字符數組中，所以字符串指針也就是指向數組元素的指針。

　　為程序中引入的字符串常量提供存儲空間有兩種方法。一是把字符率常量存放在一個字符數組中。例如：

　　char s[]=“I am a string.”;

　　數組s共有15個元素，其中 s[14] 為‘\0' 字符。對于這種情況，編譯程序根據字符串常量所需的字節數為字符數組分配存儲，并把字符串復寫到數組中，即對數組初始化。另一種方法是由編譯系統將字符串常量與程序中出現的其它常量一起存放在常量存儲區中。程序為了能訪問存于常量存儲區中的字符串常量，可用一個字符指針指向它的第一個字符。當字符串常量出現在表達式中時，系統將字符率常量放入常量存儲區，而把表達式轉換成字符指針，指向該字符串常量的第一個字符。因此，可在定義字符指針變量時給它初始化指向某字符串常量，或用字符申常量給字符指針變量賦值，這兩種方法都使字符指針指向字符串常量的第一個字符。例如：

　　char *cp1，*cp2=“I am a string”;/*定義字符指針變量，并賦初值*/

　　cp1=“Another string”;/* 先定義字符指針變量，然后按需要賦初值*/

　　上述代碼使字符指針變量cp2指向字符率常量“I am a string”的第一個字符I，使cpl指向字符串常量“Another string”的第一個字符 A。

　　4.指向二維數組中的某個一維數組的指針變量

　　如有一個二維數組，且指針變量所指的是二維數組中的一整行，則指針變量另有一些很有意義的性質。設有二維數組為

　　int a[3][4]={{1，2，3，4},{5，6，7，8 }，{ 9,10,11,12 }};

　　這里，數組a有3行4列。按行來看數組a，數組a有三個元素，分別為a[0],a[1],a[2]。它們又分別是一個一維數組，各有4個元素。例如，a[0]所代表的一維數組為

　　a[0][0] 、a[0][l] 、a[0]p[2], a[0][3]。

　　一維數組名表達式的值是數組首元素(下標為0)的地址，二維數組名a表達式是a的首行a[0]的地址。一般地，a+i可以看作二維數組a的第i+1行的首地址。

　　因二維數組a能用a[0].a[1]、a[2] 分別表示它的各行，所以a[0]能表示用a[0]標記的 a的第一行的首元素 a[0][0] 的地址;a[1] 能表示用 a[l] 標記的 a的第二行的首元素 a[l][0] 的地址。一般地，a[i]能表示用 a[i]標記的a的第i+1行的首元素a[i][0]的地址。由于數組的開始地址與數組首元素的地址相同，這樣，a+i與a[i]應有相同的值，但它們的意義不同，a+i表示用a[i]標記的a的第i+1行的首地址，a[i]表示用a[i]標記的a的第i+l行的首元素a[i][0]的地址。另外，因a[i]可寫成*(a+i)，所以a+i與*(a+i)也有不同意義，而值相等。a[i]或*(a+i) 表示二維數組a的元素a[i][0]的地址，即&a[i][0]。根據地址運算規則，a[i]+j即代表數組a的元素a[i][j]的地址，即&a[i][j]。因a[i]與*(a+i)等價，所以*(a+i) +j也與&a[i][j]等價。

　　由二維數組元素a[i][j]的地址有多種表示形式，數組元素a[i][j]也有以下三種等價表示形式：*(a[i]+j)、*(*(a+i)+j)、(*(a+i))[i]。特別是對于a[0][0]，它的等價表示形式有*a[0]和**a。數組元素a[i][j]的地址也有三種等價的表示形式：a[i]+j、*(a+i)+j、&a[i][j]。

　　也可以定義指向二維數組中某行由若干個元素所組成的一維數組的指針變量。如代碼

　　int (*p)[4];

　　定義指針變量p能指向一個由四個int型元素組成的數組。指針變量p不同于前面介紹的指向整型變量的指針。在那里，指向整型變量的指針變量指向整型數組的某個元素時，指針增減1運算，表示指針指向數組的下一個或前一個元素。在這里，p是一個指向由四個整型元素組成的數組，對p作增減1運算，就表示向前進或向后退四個整型元素。用例子說明指向由若干個元素所組成的數組指針的用法，如有變量定義

　　int a[3][4]，(*p)[4];

　　則賦值p=a+l，使p指向二維數組a的第二行，表達式p+l的值為指向二維數組a的第三行。同二維數組元素的地址計算規則相對應，若 P=a+1，則*p+j指向a[l][j];*(p+i) +j，或者p[i]則指向數組a的元素a[i+l][j]。二維數組名和指向數組的指針與數組元素位置之間的關系如圖5.2所示。