• 《C语言程序设计 第4版》笔记和代码 第十一章 指针和数组

    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。

    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

    1. //例11.1a 演示数组元素的引用方法，下标法
    2. #include
    3. int main(void)
    4. {
    5. 	int a[5],i;
    6. 	printf("Input five numbers:");
    7. 	for(i=0;i<5;i++)
    8. 	{
    9. 		scanf("%d",&a[i]);
    10. 	}
    11. 	for(i=0;i<5;i++)
    12. 	{
    13. 		printf("%4d",a[i]);//通过数组下标，一个个将元素打印出来 
    14. 	}
    15. 	printf("\n");
    16. 	return 0;
    17.  }

    11.1b

    演示数组元素的引用方法,解引用 

    1. //例11.1b 演示数组元素的引用方法,解引用 
    2. #include
    3. int main(void)
    4. {
    5. 	int a[5],i;
    6. 	printf("Input five numbers:");
    7. 	for(i=0;i<5;i++)
    8. 	{
    9. 		scanf("%d",a+i);//a+i等价于&a[i] 
    10. 	}
    11. 	for(i=0;i<5;i++)
    12. 	{
    13. 		printf("%4d",*(a+i));//等价于a[i] 
    14. 	}
    15. 	printf("\n");//这种方法是效率最高的 
    16. 	return 0;
    17.  }

     11.1c

    演示数组元素的引用方法,用移动指针变量p的方法 

    1. //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 
    2. #include
    3. int main(void)
    4. {
    5. 	int a[5],*p;
    6. 	printf("Input five numbers:");
    7. 	for(p=a;p5;p++)
    8. 	{
    9. 		scanf("%d",p);//指针法输入 
    10. 	}
    11. 	for(p=a;p5;p++)
    12. 	{
    13. 		printf("%4d",*p);//指针法输出 
    14. 	}
    15. 	printf("\n");
    16. 	return 0;
    17.  }

    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 

    1. //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 
    2. #include
    3. int main(void)
    4. {
    5. 	int a[5],*p=NULL,i;//需要初始化指针 
    6. 	printf("Input five numbers:");
    7. 	p=a;//等价于p=&a[0]; 
    8. 	for(i=0;i<5;i++)
    9. 	{
    10. 		scanf("%d",&p[i]);//指针法输入 
    11. 	}
    12. 	for(i=0;i<5;i++)
    13. 	{
    14. 		printf("%4d",p[i]);//指针法输出 
    15. 	}
    16. 	printf("\n");
    17. 	return 0;
    18. }

    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

    1. //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
    2. #include
    3. int main(void)
    4. {
    5. 	int a[5];
    6. 	printf("Input five numbers:");
    7. 	InputArray(a,5);//数组名作函数参数 
    8. 	OutputArray(a,5);
    9. 	return 0;
    10. }

    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

    1. //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
    2. #include
    3. int main(void)
    4. {
    5. 	int a[5];
    6. 	int *p=a; 
    7. 	printf("Input five numbers:");
    8. 	InputArray(p,5);//指针作函数参数 
    9. 	OutputArray(p,5);
    10. 	return 0;
    11. }

    11.2 几类被调函数

    1. //被调函数实现方法一：形参和访问都用数组
    2. void InputArray(int a[],int n);
    3. void OutputArray(int a[],int n);
    4. void InputArray(int a[],int n)//数组作形参 
    5. {
    6. 	int i;
    7. 	for(i=0;i
    8. 	{
    9. 		scanf("%d",&a[i]);//下标法访问 
    10. 	 } 
    11. } 
    12. void OutputArray(int a[],int n)
    13. {
    14. 	int i;
    15. 	for(i=0;i
    16. 	{
    17. 		printf("%4d",a[i]);//下标法访问 
    18. 	 }
    19. 	printf("\n");
    20. }
    1. //被调函数实现方法二:形参和访问都用指针 
    2. void InputArray(int *pa,int n);
    3. void OutputArray(int *pa,int n);
    4. void InputArray(int *pa,int n)//指针作形参 
    5. {
    6. 	int i;
    7. 	for(i=0;i//这里指针也需移动 
    8. 	{
    9. 		scanf("%d",pa);//指针访问 
    10. 	 } 
    11. } 
    12. void OutputArray(int *pa,int n)
    13. {
    14. 	int i;
    15. 	for(i=0;i
    16. 	{
    17. 		printf("%4d",*pa);//下标法访问 
    18. 	 }
    19. 	printf("\n");
    20. }
    1. //被调函数实现方法三:形参为数组类型，访问用指针法 
    2. void InputArray(int a[],int n);
    3. void OutputArray(int a[],int n);
    4. void InputArray(int a[],int n)//指针作形参 
    5. {
    6. 	int i;
    7. 	for(i=0;i
    8. 	{
    9. 		scanf("%d",a+i);//指针访问 
    10. 	 } 
    11. } 
    12. void OutputArray(int a[],int n)
    13. {
    14. 	int i;
    15. 	for(i=0;i
    16. 	{
    17. 		printf("%4d",*(a+i);//指针访问 
    18. 	 }
    19. 	printf("\n");
    20. }
    1. //被调函数实现方法四:形参用指针变量，访问都用数组方式 
    2. void InputArray(int *pa,int n);
    3. void OutputArray(int *pa,int n);
    4. void InputArray(int *pa,int n)//指针作形参 
    5. {
    6. 	int i;
    7. 	for(i=0;i
    8. 	{
    9. 		scanf("%d",&pa[i]);//数组方式访问 
    10. 	 } 
    11. } 
    12. void OutputArray(int *pa,int n)
    13. {
    14. 	int i;
    15. 	for(i=0;i
    16. 	{
    17. 		printf("%4d",pa[i]);//数组方式访问 
    18. 	 }
    19. 	printf("\n");
    20. }

    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

    1. //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 
    2. #include
    3. #define N 4
    4. void InputArray(int p[][N],int m,int n);
    5. void OutputArray(int p[][N],int m,int n);
    6. int main (void)
    7. {
    8. 	int a[3][4];
    9. 	printf("Input 3*4 numbers:\n");
    10. 	InputArray(a,3,4);//向函数传递的是第0行地址
    11. 	OutputArray(a,3,4);
    12. 	return 0; 
    13.  }
    14. void InputArray(int p[][N],int m,int n)
    15. {
    16. 	int i,j;
    17. 	for(i=0;i
    18. 	{
    19. 		for(j=0;j
    20. 		{
    21. 			scanf("%d",&p[i][j]);//使用两层循环就可以完成二维数组的输入 
    22. 		}
    23. 	}
    24. }
    25. void OutputArray(int p[][N],int m,int n)
    26. {
    27. 	int i,j;
    28. 	for(i=0;i
    29. 	{
    30. 		for(j=0;j
    31. 		{
    32. 			printf("%4d",p[i][j]);//使用两层循环同样可以实现二维数组的打印 
    33. 		}
    34. 		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 
    35. 	}
    36. }

    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 

    1. //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 
    2. #include
    3. #define N 4
    4. void InputArray(int (*p)[N],int m,int n);//不要忘记（*p) 
    5. void OutputArray(int (*p)[N],int m,int n);
    6. int main (void)
    7. {
    8. 	int a[3][4];
    9. 	printf("Input 3*4 numbers:\n");
    10. 	InputArray(a,3,4);//向函数传递的是第0行地址
    11. 	OutputArray(a,3,4);
    12. 	return 0; 
    13.  }
    14. void InputArray(int (*p)[N],int m,int n)
    15. {
    16. 	int i,j;
    17. 	for(i=0;i
    18. 	{
    19. 		for(j=0;j
    20. 		{
    21. 			scanf("%d",*(p+i)+j);//相当于先按行移动，再找到对应的列 
    22. 		}
    23. 	}
    24. }
    25. void OutputArray(int (*p)[N],int m,int n)
    26. {
    27. 	int i,j;
    28. 	for(i=0;i
    29. 	{
    30. 		for(j=0;j
    31. 		{
    32. 			printf("%4d",*(*(p+i)+j));//对*(p+i)+j的解引用 
    33. 		}
    34. 		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 
    35. 	}
    36. }

    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 

    1. //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 
    2. #include
    3. #define N 4
    4. void InputArray(int *p,int m,int n);//不要忘记（*p) 
    5. void OutputArray(int *p,int m,int n);
    6. int main (void)
    7. {
    8. 	int a[3][4];
    9. 	printf("Input 3*4 numbers:\n");
    10. 	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 
    11. 	OutputArray(*a,3,4);
    12. 	return 0; 
    13.  }
    14. void InputArray(int *p,int m,int n)
    15. {
    16. 	int i,j;
    17. 	for(i=0;i
    18. 	{
    19. 		for(j=0;j
    20. 		{
    21. 			scanf("%d",&p[i*n+j]);//相当于先定位到具体的下标 
    22. 		}
    23. 	}
    24. }
    25. void OutputArray(int *p,int m,int n)
    26. {
    27. 	int i,j;
    28. 	for(i=0;i
    29. 	{
    30. 		for(j=0;j
    31. 		{
    32. 			printf("%4d",p[n*i+j]);//同样先定位到具体的下标 
    33. 		}
    34. 		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 
    35. 	}
    36. }

    11.4

    使用指针数组来重新编写例10.4

    1. //例11.4 使用指针数组来重新编写例10.4
    2. #include
    3. #include
    4. #define MAX_LEN 10//字符串的最大长度
    5. #define N 150   //最大参赛国
    6. void SortString(char *ptr[],int n);
    7. int main(void)
    8. {
    9. 	int i,n;
    10. 	char name[N][MAX_LEN];//使用字符型的二维数组
    11. 	char *pStr[N];
    12. 	printf("How many countries?");
    13. 	scanf("%d",&n);
    14. 	getchar();//读走缓冲区的回车符
    15. 	printf("Input their name:\n");
    16. 	for(i=0;i
    17. 	{
    18. 		pStr[i]=name[i];//让pStr指向name的第i行
    19. 		gets(pStr[i]);//输入第i个字符串到pStr指向的内容 
    20. 	} 
    21. 	SortString(pStr,n);//这时候排序的就是pStr 
    22. 	printf("Sorted results:\n");
    23. 	for(i=0;i
    24. 	{
    25. 		puts(pStr[i]);//输出排序后字符 
    26. 	}
    27. 	return 0;
    28.  } 
    29. void SortString(char *ptr[],int n)
    30. {
    31. 	//指针数组作函数参数，来用交换法实现字符串的排序
    32. 	int i,j;
    33. 	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 
    34. 	for(i=0;i-1;i++)
    35. 	{
    36. 		for(j=i+1;j
    37. 		{
    38. 			if(strcmp(ptr[j],ptr[i])<0)//用strcmp（）函数实现字符串的比较功能
    39. 			{
    40. 				temp=ptr[i];//这里就使用赋值运算符即可
    41. 				ptr[i]=ptr[j];
    42. 				ptr[j]=temp; 
    43. 			 } 
    44. 		}
    45. 	 } 
    46. }

    11.5

    演示命令行的参数与函数main()各形参之间的关系。

    1. //例11.5 演示命令行的参数与函数main()各形参之间的关系。
    2. #include
    3. int main(int argc,char *argv)//带参数的main()函数定义，argc和argv是惯例 
    4. {
    5. 	int i;
    6. 	printf("The number of command line arguments is:%d\n",argc);
    7. 	printf("The program name is:%s\n",argv[0]);
    8. 	if(argc>1)
    9. 	{
    10. 		printf("The other arguments are following:\n");
    11. 		for(i=1;i
    12. 		{
    13. 			printf("%s\n",argv[i]);
    14. 		}
    15. 	 }
    16. 	return 0;
    17.  }

    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。

    1. //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。
    2. #include
    3. #include
    4. void InputArray(int *p,int n);
    5. double Average(int *p,int n);
    6. int main(void)
    7. {
    8. 	int *p=NULL,n;
    9. 	double aver;
    10. 	printf("How many students?");
    11. 	scanf("%d",&n);
    12. 	p=(int *)malloc(n*sizeof(int));//有多少学生就对应开辟多少空间
    13. 	if(p==NULL)//防止出现分配不成功的情况 
    14. 	{
    15. 		printf("No enough memory!\n");//提醒用户空间分配失败
    16. 		exit(1);//结束程序 
    17. 	 } 
    18. 	printf("Input %d score:",n);
    19. 	InputArray(p,n);//输入学生成绩
    20. 	aver=Average(p,n);//计算平均分
    21. 	printf("aver=%.1f\n",aver);
    22. 	free(p);//千万不要忘记释放空间 
    23. 	return 0;
    24.  }
    25. void InputArray(int *p,int n)
    26. {
    27. 	int i;
    28. 	for(i=0;i
    29. 	{
    30. 		scanf("%d",&p[i]);
    31. 	}
    32.  }
    33. double Average(int *p,int n)
    34.  {
    35.  	int i,sum=0;
    36.  	for(i=0;i
    37.  	{
    38.  		sum+=p[i];
    39. 	 }
    40. 	 return (double)sum/n;//注意强制转换 
    41.   }

    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。

    1. //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。 
    2. #include
    3. #include
    4. void InputArray(int *p,int m,int n);
    5. double Average(int *p,int m,int n);
    6. int main(void)
    7. {
    8. 	int *p=NULL,m,n;
    9. 	double aver;
    10. 	printf("How many classes?");
    11. 	scanf("%d",&m);
    12. 	printf("How many stuents in a class？");
    13. 	scanf("%d",&n);
    14. 	p=(int *)calloc(m*n,sizeof(int));//申请内存 
    15. 	if(p==NULL)//防止出现分配不成功的情况 
    16. 	{
    17. 		printf("No enough memory!\n");//提醒用户空间分配失败
    18. 		exit(1);//结束程序 
    19. 	 } 
    20. 	printf("Input %d score:",n);
    21. 	InputArray(p,m,n);//输入学生成绩
    22. 	aver=Average(p,m,n);//计算平均分
    23. 	printf("aver=%.1f\n",aver);
    24. 	free(p);//千万不要忘记释放空间 
    25. 	return 0;
    26.  }
    27. void InputArray(int *p,int m,int n)
    28. {
    29. 	int i,j;
    30. 	for(i=0;i
    31. 	{
    32. 		printf("Please enter scores of class %d:\n",i+1);
    33. 		for(j=0;j
    34. 		{
    35. 			scanf("%d",&p[n*i+j]);
    36. 		}
    37. 		
    38. 	}
    39.  }
    40. double Average(int *p,int m,int n)
    41.  {
    42.  	int i,j,sum=0;
    43.  	for(i=0;i
    44.  	{
    45.  		for(j=0;j
    46.  		{
    47.  			sum=sum+p[n*i+j];
    48. 		 }
    49. 	}
    50. 	 return (double)sum/n;//注意强制转换 
    51.   }

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