C语言关于POINTER(指针）的问题，急！！！！

2024-12-02 19:14:12

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回答1：

C 的 pointer (指标, 另一常译为指位器)一般是被认为 C 语言中最具威力的工具及

最难以学习的, 事实上 pointer 并不困难.

第一个范例:

/* ====================

pointer - 1

==================== */

#include

int main()

{

char *s_pointer = “Hello”;

char s[] = “World”;

printf(“%s\n”, s_pointer );

printf(“%s”, s );

return 0;

}

程式执行结果:

Hello

World

先解释一下这一行:

char *s_pointer = “Hello”;

首先编译器会预留一块记忆空间存放 Hello, 再把这个空间的 address (也就是 ‘H’

字元的位址) 设定给 s_pointer.

有点困惑吗? C 的 pointer 与 array 很类似, 基本上 array 只是一块连续的记忆空间,

一个变数存放著这个空间的 address (位址), 而 pointer 也只是一个变数存放著一个

address. 若还是不明白, 在以后我们会以更多的范例来说明 pointer 的观念与使用

以及 pointer 与 array 的关系.

底下的例子:

/* ====================

pointer - 2

==================== */

#include

int main()

{

char *s_pointer;

char str[] = “Hello World!”;

s_pointer = str;

printf(“%s\n”, s_pointer );

return 0;

}

执行结果:

Hello World!

上面程式中, 所做的事情不是 string copy, 而是将 pointer 所指的 address 设定(assign)

为 str 所指的值, 而此时有 str 及 pointer 指向 “Hello World!”.

再看底下的例子:

/* ====================

pointer - 3

==================== */

#include

int main()

{

char *s_pointer;

char str[] = “Hello World!”;

s_pointer = str;

s_pointer[0] = ‘h’; /* ‘H’ 转 ‘h’ */

printf(“%s\n”, str );

return 0;

}

执行结果:

hello World!

前面提过, pointer 与 array 其实只是一个变数存放著一个 address, 在前面的 array 章节中

学到的 array 操作自然可以应用(apply)在 pointer 上, 我们把 s_pointer 所指的

address (位址) 上的第一个 element 改成 ‘h’. 又因为 str 所指的 address 与 s_pointer 一样,

所以 printf 输出 str 为 “hello World!”.

底下的例子:

/* ====================

pointer - 4

==================== */

#include

int main()

{

char *s_pointer;

char str[] = “Hello World!”;

s_pointer = str;

s_pointer = s_pointer + 1; /* 也可写成 s_pointer++ */

printf(“%s\n”, str );

printf(“%s\n”, s_pointer );

return 0;

}

执行结果:

Hello World!

ello World!

既然我们可以指定 pointer 的 address (位址), 自然就可以将现在所指的 address

往前或往后减少或累加, 上例中我们是累加:

s_pointer = s_pointer + 1;

这一行程式会将 s_pointer 所指的 address 加一, 因此原本 s_pointer 是指向 ‘H’,

加一之后变成 ‘e’ 开始.

请参考下图.

str(指向 H )

H
e
l
l
o

W
o
r
l
d
!
NULL

s_pointer (指向 H)

s_pointer = s_pointer + 1 (指向 e)

/* ====================

pointer - 5

==================== */

#include

int main()

{

char *s_pointer = “Hello”;

char ch1, ch2;

ch1 = *s_pointer;

ch2 = s_pointer[0];

printf(“%c, %c”, ch1, ch2 );

return 0;

}

执行结果:

H, H

程式示范如何以 pointer 运算取出目前 pointer 所指的 address 上的资料,

我们已知 s_pointer 所指的位址及其上面存放的资料, 以 ‘*’ pointer operator

(指标运算元) 可取出所存放的资料, 程式之中比较了等¤的 array 操作,

在程式开发上, 个人是偏爱使用 array operator, 但有些 programmer 认为

使用 pointer operator 编译器产生的 code 较 array operator 快.

以下范例是用 pointer 的间接运算子的例子, 当然也可以用 array operator 做到:

/* ====================

pointer 6

==================== */

#include

void main()

{

char *str = "Eric";

printf( "%c", *(str+0) ); /* 也可写 printf(“%c”,str[0] ); */

printf( "%c", *(str+1) ); /* 也可写 printf(“%c”,str[1] ); */

printf( "%c", *(str+2) ); /* 也可写 printf(“%c”,str[2] ); */

printf( "%c", *(str+3) ); /* 也可写 printf(“%c”,str[3] ); */

}

程式执行结果:

Eric

看完以上的例子是否更清楚 pointer 的使用, 及 pointer 与 array 之间的关系?

在一个比较大的软体开发计划中, 常常要动态向系统要求记忆体, 以下是一个范例:

/* ================

memory allocation/free 1

================ */

#include

#include

int main()

{

char *str;

char s[] = “Hello World!”;

int length;

length = strlen( s ) + 1; /* 求得 s 长度, 加 1 是因为结束字元. */

str = (char*)malloc( length ); /* 向O.S 要 memory */

strcpy( str, s );

printf(“%s\n”, str );

str[0] = ‘h’;

printf(“%s\n”, s );

free( str );

return 0;

}

程式执行结果:

Hello World!

Hello World!

strlen 是 C 的 standard library 中求得 string length 的一个 function, 取得 s 的长度之后

加 1 是因为 strlen 并不会把结束字元算进字串的长度. 另外程式中,

以 malloc 这个函数向系统索取一块记忆空间, malloc 传回这个空间的 address.

str = (char *)malloc( length );

其中, (char *)是我们强制转型, 将 malloc传回的 pointer 型态转型与 str 一致为

(char *). 接著再以 strcpy 将 s 里面的字元 copy 至 str.

程式后面的 str[0] = ‘h’ 只是为了证明 str 与 s 所指的 address 及资料是完全不同的.

程式中以 free 这个 function 释放(release) 之前向系统索取的空间, 所谓有借有还,

维持良好的程式开发习惯.

/* ================

memory allocation/free 2

================ */

#include

#include

int main()

{

char *str;

char s[] = “Hello World!”;

int length;

length = strlen( s ) + 1;

str = (char*)malloc( length ); /* 向O.S 要 memory */

if( str == NULL )

{

printf(“Memory allocation failed”);

return 0;

}

strcpy( str, s );

printf(“%s”,str );

free( str );

return 0;

}

执行结果, 记忆空间充足的情况”

Hello World!

或记忆空间不足时:

Memory allocation failed

上面的程式中, 我们多了一个判断, 判断 str 是否为 NULL, 若为 NULL 则印出

”Memory allocation Failed”, 接著离开程式返回系统, 因为 malloc 在无法取得

你所大小的记忆空间时会传回 NULL. 这一个判断是必的, 特别是在开发

大型系统时要处理这些问题.

最后谈到的是 & 位址运算元, 这个运算元符号虽然与 Bitwise AND 一样,

但用法不同, Bitwise AND 的用法是:

Identifier1 & Identifier2

而现在说的位址运算元是:

&Identifier

本运算元会传回 Identifier 的 Address(位址), 在 C 中, 所有的 variable (变数)

都存在一个实体的记忆体空间中, 当你要知道这个变数存放的位址时,

就可以使用 “&” operator.

/* ====================

& operator.

==================== */

#include

int main()

{

int *pointer_a, a;

pointer_a = &a;

a = 10;

printf(“%d, %d”, a, *pointer_a );

return 0;

}

执行结果:

10, 10

程式中, 将 a 的 address 设给 pointer_a (另一说法是: 把 pointer_a 这个 pointer 指向 a ),

因此 pointer_a 所”指”的 address 与 a 的 address 一样, 所以 a, 与使用 *pointer_a 取出

指向的位址上的资料是一样的.

在前面的”C的输出与输入”章节中, 函数 scanf 的参数皆是 pointer, 所以我们以

“&” operator 将变数的 address 传入.