七章节指针.ppt

上传人:sccc 文档编号:5357612 上传时间:2023-06-29 格式:PPT 页数:97 大小:373.03KB
返回 下载 相关 举报
七章节指针.ppt_第1页
第1页 / 共97页
七章节指针.ppt_第2页
第2页 / 共97页
七章节指针.ppt_第3页
第3页 / 共97页
七章节指针.ppt_第4页
第4页 / 共97页
七章节指针.ppt_第5页
第5页 / 共97页
点击查看更多>>
资源描述

《七章节指针.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《七章节指针.ppt(97页珍藏版)》请在三一办公上搜索。

1、第七章 指针,程序执行中数据存于内存。在可用期间数据有确定存储位置,占据一些存储单元。内存单元的编号:地址。机器语言通过地址访问数据。高级语言用变量等作为存储单元/地址的抽象。,建立变量就是安排存储。赋值时存入,用值时从中提取。外部变量/静态变量有全局存在期,程序执行前安排存储位置,保持到程序结束。自动变量在函数调用时安排存储,至函数结束。再调用时重新安排存储。,变量存在期就是它占据所安排存储的期间。任何变量在存在期间总有确定存储位置,有固定的地址。寄存器变量可能放在寄存器,无地址。本章不考虑寄存器变量。,变量存在时有地址,地址用二进制编码,因此可能成为程序处理的数据。问题:地址作为数据有什么

2、用?,若程序可以处理对象地址,就可通过地址处理相关对象。对象(如变量)地址也被作为数据,地址值/指针值。以地址为值的变量称为指针变量/指针(pointer)。,指针是一种访问其他对象的手段,利用这种机制能更灵活方便地实施对各种对象的操作。,主要操作指针赋值:将程序对象的地址存入指针变量。间接访问:通过指针访问被指对象。指针还能保存其他对象的地址。下面讨论以变量为例。,指针保存着变量x地址,也说指针指向x。示意图:,指针可赋值,其指向在执行中可变。p某时指x,后可能指向y。这样,通过p访问被指对象的语句,前次访问x,后来就访问y。这种新灵活性很有用。,C中用指针常能写出更简洁有效的程序。有些问题

3、必须用指针处理。指针在大型复杂软件中使用广泛。指针使用的水平是评价人的C程序设计能力的重要方面。C指针灵活/功能强。掌握有难度,易用错,应特别注意。应特别注意使用指针的常见错误,注意!,7.2 指针变量的定义和使用,指针有类型,只能保存特定类型的变量的地址。指向int的指针p只能指向int变量。p所指也看作int,从p间接访问当作int。常说int指针p1等。,定义指针需指明指向类型。定义指向int的指针变量:int*p,*q;指针变量可以与其他变量一起定义:int*p,n,a10,*q,*p1,m;,指针是变量,可赋值取值,定义域与存在期。应赋给类型正确的指针值,取出的值也是特定类型的指针值

4、。用(int*)表示整型指针的类型,其他类似。,指针操作取地址运算符&和间接访问操作用*。一元运算符。,取地址运算,多个指针可能同时指向同一变量。变量相等就是值相等,指针变量相等说明两个指针指向程序里同一东西。,间接运算间接运算得到被指针所指的变量,这种表达式可以像普通变量一样使用。设p指向n。间接赋值:*p=17;这里写*p相当于直接写n。另一个赋值:m=*p+*q*n;/*访问n三次*/,+*p;/*使变量n的值加1,变成18*/(*p)+;/*使变量n的值再加1,变成19。*/*p+=*q+n;/*变量n被赋以新值57*/q=/*指针q指向了数组a的元素*/,指针作为函数参数指针作为函数

5、参数有特殊意义,利用这种参数可写出能修改调用时环境的函数。函数调用处的环境指在调用函数的位置能访问的变量全体。前面函数的特点:可使用调用处环境中变量的值(通过参数),但不能修改这些变量(数组参数除外)。在函数f里调用g,可将f局部变量作为实参。用g改变f局部变量的唯一方法是将g的返回值赋给f的局部变量。这种方法局限性太强,例如无法在一个调用中修改两个局部变量的值。利用指针可以改变这种情况。,例:定义函数swap,希望用它交换两个变量的值。因为要改变两个变量,无法通过返回值解决。,下面定义不行:void swap0(int x,int y)int t=x;x=y;y=t;int f()int a

6、=5,b=10;swap0(a,b);/*不行*/,函数内修改形参,不会改变调用时的实参。,分析:要(在另一函数里)调用函数g修改调用处的变量(如局部变量),必须在g里面掌握这个变量。,用指针可以解决问题。把m的地址(也是值)通过指针参数p传给g,函数内对p间接访问就能操作m,包括对m赋值(改变m)。,例:void set3(int*np)*np=3;使用实例:int main()int n,m;set3(,请回忆scanf的情况。,通过参数改变调用环境的方案包括三方面:1)函数定义中用指针参数;2)函数内用间接操作实际变量;3)调用时以被操作变量的地址作为实参。函数swap可定义为:void

7、 swap(int*p,int*q)int t=*p;*p=*q;*q=t;交换变量m和n的值,调用形式是:swap(,swap参数类型是(int*),实参必须是合法整型变量的地址。,设有变量定义:int a10,k;调用实例:swap(,介绍标准库函数scanf时,强调在接受输入的变量前必须写&,就是将变量的地址传给scanf。scanf采用与swap一样的技术,通过间接访问为指定变量赋值,把输入的值赋给指定变量。,例:改造上章输入整数值并检查值范围的函数,引进指针参数,使之能更好处理输入错误。前面实现里用特殊整数值指明输入出错,有缺点(可能不存在合适的值)。指针参数提供了另一种方法:,函数

8、增加一个指针参数,通过它送回读入值。用函数返回值传递函数执行的状态信息。返回1表示输入成功,0表示输入未能正常完成。,新函数定义:int getnumber(char prompt,int imin,int imax,int repeat,int*np)int i;*np=0;for(i=0;repeatimax)printf(Correct range%d,%d.n,imin,imax);while(getchar()!=n);else return 1;return 0;,前面的调用现在可以重写为:getnumber(Choose a range 0,n.Input n:,2,32767,

9、5,更合适的调用形式:if(getnumber(Your guess:,0,m-1,5,&guess)=0)/*处理输入出错的程序片段*/这类函数的形参为指针,实参必须是合法变量地址。,这里可以看到标准库函数的样子。通过返回值表示函数的工作情况,是一种常用技术。,与指针有关的一些问题空指针值:特殊指针值,表示指针变量闲置(未指向任何变量)。是唯一对任何指针类型都合法的值。空指针值用0表示,标准库定义符号常量 NULL:p=NULL;和p=0;相同前一写法易看到是指针,用时必须包含标准头文件。,指针初始化指针变量定义时可用合法指针值初始化:int n,*p=若没有初始化,外部指针和局部静态指针自

10、动初始化为用空;普通局部指针不初始化。,指针使用中的常见错误使用指针的最常见错误是非法间接访问:在指针未指向合法变量的情况下做间接。如:int f(.)int*p,n=3;*p=2;.p没有初始化,没有指向合法变量。,“悬空指针”指值不是(当时)合法的变量地址的指针变量,也常被称为“野指针”。间接访问悬空指针是严重错误,后果可能很严重。,常见错误写法(设p是悬空int指针,n是int变量):swap(p,编译程序不能发现scanf的错误。有些系统可能对第一个例子(假设p未初始化)给出警告。间接访问空指针也同样无理和非法。,通用指针类型(void*),可以指向任何变量。声明:int n,*p;d

11、ouble x,*q;void*gp1,*gp2;,任何指针值可以赋给通用指针(不必转换)。例:gp1=/gp2指向x,若通用指针gpt指向g,g类型是指针pt的指向类型,将gpt赋给pt(要写强制转换)通过pt保证正确访问g。gp1=/*合法,p是(int*)*/,q=(double*)gp1;/*不合法,q是(double*)*/,不合法?,上面的转换既不改变指针的值,也不改变其所指对象的类型,但却让程序今后把n当作double型数据看待,这就非法了。,指针类型代表一种观点。被整型指针所指的变量总看成是整型;被双精度指针指向。指针转换是观点转换。从整型指针转换到通用指针就是丢掉类型信息。保

12、证恢复到原有类型(转回整型指针),被指对象还可用。,通用指针不能做间接运算。被普通指针所指变量的类型明确,间接后可以作为该类型的变量使用。通用指针可指向任何变量,间接访问的意义无法确定。通用指针没提供被指对象的类型信息,所以不能通过它们直接使用被指对象。通用指针最无用,唯一用途就是提供指针值。标准库的某些函数使用了通用指针。,7.3 指针与数组,C指针与数组关系密切,以指针为媒介可以完成各种数组操作。常能使程序更加简洁有效。用指针做数组操作同样要特别注意越界错误。指针和数组的关系是C语言特有的,除了由C派生出的语言(如C+),一般语言中没有这种关系。,指向数组元素的指针类型合适的指针可以指向数

13、组元素。假定有定义:int*p1,*p2,*p3,*p4;int a10=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;,可以写:p1=,p4没指向a的元素,是指向a最后元素向后一个位置。C语言保证这个地址存在,但写*p4 是错误的。,写数组名得到数组首元素地址,元素类型的指针值。“p1=,指针运算当指针p指向数组元素时说p指到了数组里。这时由p可以访问被p指的元素,还可访问数组的其他元素。例:p1指向a首元素,值合法(a0的地址),p1+1也合法(a1的地址)。p1+2、p1+3、也合法,分别为a其他元素的地址。由它们可间接访问a各元素。,例:*(p1+2)=3;/*给a2赋值*/p2=p1+5

14、;/*使p2指向a5*/,也可由指向非首元素的指针出发访问数组其他元素:*(p2+2)=5;/*给a7赋值*/可用减法访问所指位置之前的元素:*(p2-2)=4;/*给a3赋值*/,通过指针访问数组元素时必须保证不越界。运算取得的指针值(即使不间接访问)必须在数组范围内(可过末元素一位置),否则无定义。这类运算称为“指针运算”。其他常用指针运算:用指针运算得到的值做指针更新:p2=p2-2;/*这使p2改指向a3*/,用增/减量操作做指针更新(指针应指在数组里):p3=p2;+p3;-p2;p3+=2;如果两指针指在同一个数组里,可以求差,得到它们间的数组元素个数(带符号整数)。n=p3 p2

15、;/*也可以求 p2 p3*/,指在同一个数组里的指针可以比较大小:if(p3 p2).当p3所指的元素在p2所指的元素之后时条件成立(值为1),否则不成立(值为0)。两个指针不指在同一数组里时,比较大小没有意义。,两个同类型指针可用=和!=比较相等或不等;任何指针都能与通用指针比较相等或不等,任何指针可与空指针值(0或NULL)比较相等或不等。两指针指向同一数据元素,或同为空值时它们相等。,数组写法与指针写法如果指针指在数组里,通过指针访问数组元素也可用下标形式写。设p1指向数组a0,p3指向a5。可写:p13=5;p32=8;p13一类写法称为数组写法,*(p+3)一类写法称为指针写法。两

16、类写法有等价效力,可自由选用。,数组名求值得到指针值可参与一些指针运算,可采用指针写法。a3可写为*(a+3)。(数组名可以“看作”常量指针)数组名可以与其他指针比大小,相等与不相等,等等。注意:数组名不是指针变量,特别是不能赋值,不能更改。若a为数组,下面操作是错误的:a+;a+=3;a=p;有些运算虽不赋值但也可能没意义。如 a3 不可能得到合法指针值,结果超出数组界限。,指针运算原理当一个指针指向数组里的元素时,为什么能算出下一元素位置?(这是指针运算的基础)指针有指向类型,p指向数组a时,p的类型与a元素类型一致,数据对象的大小可以确定。p+1的值可根据p的值和数组元素大小算出。由一个

17、数组元素位置可以算出下一元素位置,或几个元素之后的元素位置。指针运算的基础。,通用指针即使指到数组里,因没有确定指向类型,因此不能做一般指针计算,只能做指针比较。,基于指针的数组程序设计指针运算是处理数组元素的另一方式,有时很方便。设有int数组a和指针p1,p2,下面代码都打印a的元素:,for(p1=a,p2=a+10;p1 p2;+p1)printf(%dn,*p1);for(p1=a;p1 a+10;+p1)printf(%dn,*p1);for(p1=p2=a;p1-p2 10;+p1)printf(%dn,*p1);for(p1=a;p1-a 10;+p1)printf(%dn,*

18、p1);,数组参数的意义C规定,数组参数就是相应的指针参数:int f(int n,int d).和int f(int n,int*d).意义相同。数组参数的作用就是这样实现的。对应d的实参是被处理数组的名字,求值得到指针值,符合形参需要,使d指向该数组的“首元素”。,前面函数体里参数用数组写法(对指针可这样写)。通过指针形参d访问的相应实参数组里的各元素。(数组参数就是利用指针实现的!)这也使采用数组参数的函数能修改实参数组。,函数里也可用指针方式做元素访问。int intsum(int n,int a)int i,m=0;for(i=0;i n;+i)m+=*(a+i);return m;

19、,函数里不能用sizeof确定数组实参大小:函数的数组形参实际是指针,求sizeof算出的是指针的大小。所有指针大小都一样,它们保存的都是地址值,各种类型的地址值采用同样表示方式。另一方面,sizeof的计算是在编译中完成的。实参是动态运行中的东西。,使用数组的一段元素以数组为参数的函数可处理一段元素。求元素和:double sum(int n,double a);设有双精度数组b,40个元素已有值:,用sum可求b所有元素之和/前一段元素之和:x=sum(40,b);y=sum(20,b);sum不知道b的大小,它由参数得到数组首元素地址,从这里开始求连续40或20个元素的和。也可用sum求

20、b中下标12到24的一段元素之和。,z=sum(13,b+12);,指针与数组操作函数实例例1,用指针方式实现字符串长度函数。一种方式:int strLength(const char*s)int n=0;while(*s!=0)s+;n+;return n;通过局部指针(参数是局部变量)扫描串中字符。,另一实现:int strLength(const char*s)char*p=s;while(*p!=0)p+;return p-s;,参数是指针类型(char*),实参应是字符串或存字符串的数组。可用指向字符串的指针作为参数。,例2,用指针实现字符串复制函数。直接定义:void strCop

21、y(char*s,const char*t)while(*s=*t)!=0)s+;t+;赋值表达式有值,0就是0,函数可简化:void strCopy(char*s,const char*t)while(*s=*t)s+;t+;,把指针更新操作也写在循环测试条件里,程序是:void strCopy(char*s,const char*t)while(*s+=*t+);/空语句注意优先级与结合性,增量运算的作用与值等。,例3,利用指针,输出int数组里一段元素:void prt_seq(int*begin,int*end)for(;begin!=end;+begin)printf(%dn,*be

22、gin);,prt_seq(a,a+10);prt_seq(a+5,a+10);prt_seq(a,a+3);prt_seq(a+2,a+6);prt_seq(a+4,a+4);prt_seq(a+10,a+10);最后两个调用对应空序列。序列为“半闭半开”。,还可写出许多类似函数。“设置”函数:void set_seq(int*b,int*e,int v)for(;b!=e;+b)*b=v;,序列中每个元素都用其平方根取代:void sqrt_seq(double*b,double*e)for(;b!=e;+b)*b=sqrt(*b);,求平均值:double avrg(double*b,d

23、ouble*e)double*p,x=0.0;if(b=e)return 0.0;for(p=b;p!=e;+p)x+=*p;return x/(e-b);,字符指针与字符数组,定义字符指针时可用字符串常量初始化,如:char*p=Programming;1)定义p;2)建字符串常量“Programming”;3)令p指向字符串常量。见下图。,常用字符指针指向字符数组元素。如指向常量字符串或存着字符串的字符数组,通常指向字符串开始。也可以指到字符串中间,把它指的东西当字符串用。,比较:char a=Programming;1)定义12个字符元素的数组;2)用“Programming”中各字符和

24、空字符初始化a的各元素。如下图。,1)指针p可重新赋值(a不能赋值),如:p=Programming Language C;2)p和a类型不同,大小不同。a占12个字符的空间。3)a的元素可以重新赋值。如:a8=e;a9=r;a10=0;a变成“Programmer”。按规定不得修改字符串常量。,可定义字符指针变量并让它指向已有字符数组。C程序常用这种方式使用和操作字符数组内容。例如,输入一行到数组里:,enum NLINE=256;char lineNLINE;int count;char*p;/*-*/p=line;while(plineNLINE-1/*统计e的个数*/,7.4 指针数组

25、,复杂C程序里常用指针的数组。例:需要一组字符串,常用字符指针数组索引它们。如软件中错误信息常用一组字符串表示。分散管理不便。可定义指针数组,指针分别指向输出信息串常量。也可定义其他类型的指针数组。,定义字符指针数组:char*pa10;优先级也适用于定义。优先级高,pa是数组,其元素是字符指针。,定义字符指针数组时可用字符串常量提供初始值。例:char*days=Sunday,Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday,Friday,Saturday;,简单实例:printf(Work days:);for(i=1;i6;+i)printf(%s,daysi);pri

26、ntf(nWeekend:);printf(%s%sn,days6,days0);,字符指针数组实例:改写第6章的C语言关键字统计程序,把原来的两维字符数组keywords改为字符指针数组。只需定义下面数组,并用(关键字)字符串对各指针做初始化:char*keywords=auto,break,.volatile,while;其他部分不需要改,程序可正常工作。,指针数组与两维数组两维字符数组与字符指针数组不同。定义:char color16=RED,GREEN,BLUE;char*color=RED,GREEN,BLUE;,命令行参数的处理启动程序的基本方式是输入命令,要求OS装入代码文件并执

27、行。命令行:描述命令的字符行。图形用户界面系统里的命令行存在于图标/菜单的定义中。,源文件abcd.c加工出可执行文件abcd.exe。命令:abcd该程序就会装入执行。,除命令名外,命令行常包括其他信息。DOS命令:copy a:file1.txt dir windowssystem/p附加信息也是字符序列,称为命令行参数。,写处理命令行参数的程序,要用C的命令行参数机制。处理命令行参数很像处理函数参数,写程序时要考虑和处理程序启动时实际命令行提供的信息。,命令行被看作空格分隔的字段,各个命令行参数。命令名编号为0,其余依次编号。程序启动时把各命令行参数做成字符串,程序里可按规定方式使用。设

28、有程序 prog1;设启动程序的命令行是:prog1 there are five arguments这时prog1是编为0的命令行参数,there是编号1的命令行参数,;共5个命令行参数。,可通过main的参数获取命令行参数。main(void)表示不处理命令行参数,main的另一形式带两个参数:int main(int argc,char*argv);,常以argc、argv作为main的参数名,参数类型确定。main开始执行时,argc是命令行参数个数;argv指向一个含argc+1个指针字符指针数组,前argc个指针指向各命令行参数串,最后有一个空指针。,右图是一个现场情况。,可由ar

29、gc得到参数个数,通过argv访问它们。可以访问启动程序的命令名本身。在一些系统里,0号参数还包括完整的目录路径。,例:写程序echo打印各命令行参数。写程序时不知道调用时的命令行参数是什么,但可以打印它们:,#include int main(int argc,char*argv)int i;for(i=0;i argc;+i)printf(Args%d:%sn,i,argvi);return 0;,while(*argv!=NULL)printf(“%sn”,*argv+);,用IDE开发程序时,编辑/调试/执行等工作都在环境里完成,执行程序时如何提供命令行参数?集成开发环境都有专门机制为

30、启动命令行提供参数。可转到IDE之外在命令行状态下启动程序。在图形用户界面系统里,有关命令行参数的讨论同样有效。建立程序项、命令菜单项等也要写出实际命令行,包括提供必需的命令行参数。一些图形界面系统里可把数据文件拖到程序文件上作为处理对象。此时将自动产生一个命令行。,7.5 多维数组作为参数的通用函数,两维或多维数组参数必须说明除第一维外各维的大小,失去一般通用性。C99提供了处理多维数组的通用函数的标准机制。存在一些技术。下面以两维数组为例,多维数组类似处理。考虑:void prtmat(int m,int p10)int i,j;for(i=0;i m;+i)for(j=0;j10;+j)

31、printf(“%d”,pij);putchar(n);只能对第二维长10的数组使用。,(*p),void prtmat(int m,int n,int p)定义错误,无法通过编译。为什么?,p的指向类型是int数组(两维数组的元素是一维数组)。定义没给出一维数组大小,指针定义不完全。这样,函数知道p0的位置,但无法算出p1等子数组位置以及pij位置。编译无法完成。实际中确实需定义处理多维数组的通用函数。,解决方案:考虑数组 int a108;首元位置&a00。每行8元素,第1行开始:&a00+8访问第1行首元素用表达式:*(&a00+8)访问第i行首元素用表达式:*(&a00+i*8)访问a

32、ij:*(&a00+i*8+j),处理两维数组所需信息:1)基本元素类型;2)数组两个维的长度;3)数组开始位置。,输出两维整型数组的函数,每行输出在一行。void prtMatrix(int m,int n,int*mp)int i,j;for(i=0;i m;+i)for(j=0;j n;+j)printf(%d,*(mp+i*n+j);putchar(n);打印数组a和另一2036的整型数组mat的调用形式:prtMatrix(10,8,如果写:prtMatrix(10,8,a);会怎样?,prtMatrix(10,8,a0);?,7.6 动态存储管理,变量(简单变量/数组等)用于保存数

33、据,需安排存储(存储分配)。高级语言编程不需要考虑存储细节,有关工作由编译程序完成。编程效率高。C外部变量/局部静态变量在编译时确定存储,开始执行前分配。自动变量在执行进入定义函数时分配存储。共同性质:变量大小都是静态确定的。,例:自动数组大小需用静态表达式描述。函数中变量和参数决定了执行时所需存储空间,都可在编译时确定。静态处理存储的优点是方便/效率高,执行中工作简单/速度快。但对编程方式加了限制,有些问题不好解决。,例:要处理学生成绩,需要用数组存放。成绩项数可能不同,能否先通知数据项数,再建数据表示?,理想方式:int n;.scanf(%d,/*不行!*/./*读入数据,然后处理*/不

34、能用变量说明scores大小(必须静态确定)。,至今讨论的机制无法很好解决这类问题。,这里的问题:程序运行中需要使用存储,有时程序对存储的需求量在写程序时不能确定。,可能解决方案:1)分析问题,定义适当大小的数组。若分析正确,一般都能处理。但数据很多时程序就不能用。2)定义尽可能大的数组以满足任何需要。浪费大量存储资源。如有多个这种数组就更难办。系统可能无法容纳几个大数组,但实际上它们并不同时需要很大空间。,解决的办法是“动态存储分配”。在程序运行中做存储分配工作。,动态存储分配与释放根据运行中的需要分配存储,取得存储块使用,称为动态存储分配。在运行中根据需要动态进行。,程序里怎样使用分配的存

35、储块?程序使用变量是通过名字。动态分配的存储块没有名字,需要其他访问途径。借助于指针。用指针指向存储块,间接使用被指存储。访问动态分配存储是指针的最重要用途。,与此对应:动态释放,不用的动态存储块应交还。,动态分配/释放由动态存储管理系统完成,这是程序运行系统的子系统,管理着称作堆(英文heap)的存储区。大部分常规语言都有这种机制。,C语言的动态存储管理机制用标准库函数实现,,1)存储分配函数malloc()。原型:void*malloc(size_t ns);/*size_t是某整型*/分配一块不小于ns的存储,返回其地址。无法满足时返回空指针值。,int n;double*data;.s

36、canf(%d,if(data=NULL)./*分配未完成时的处理*/.datai.*(data+j)./*正常处理*/,malloc的返回值(void*)应通过类型强制转为特定指针类型后赋给指针变量。,分配存储块大小应该用sizeof计算。动态分配必须检查成功与否。动态分配的块大小也是确定的。越界使用(尤其是越界赋值)可能导致程序或系统垮台。,2)带计数和清0的存储分配函数calloc。原型:void*calloc(size_t n,size_t size);size是元素大小,n是个数。分配一块存储,足够存n个大小为size的元素,并把元素全部清0;无法分配时返回空指针值。,前面的存储分配

37、问题也可用下面语句实现:data=(double*)calloc(n,sizeof(double);主要差别:malloc对所分配的区域不做任何事情,calloc对整个区域自动清0。,3)动态存储释放函数free。原型:void free(void*p);free释放p指的存储块。该块必须是通过动态存储分配得到的。p值为空时什么也不做。执行free(p)后p值未变,被指块可能已变。不能间接访问已释放存储块。不要对并非指向动态分配块的指针用本操作。,为保证动态存储的有效使用,动态分配块不再用时应释放。动态存储块的释放只能通过调用free完成。,程序例子:int fun(.)int*p;.p=(i

38、nt*)malloc(.);.free(p);return.;/*退出函数前应释放函数内分配且已无用的动态存储*/fun退出时p存在期结束,若没有访问分配块的其他途径,将不可能再用到函数里分配的存储块。,动态存储的流失。如程序长期执行,存储流失就可能成为严重问题。对实际系统可能是很严重的问题。,4)分配调整函数realloc。函数原型是:void*realloc(void*p,size_t n);更改已有分配。p指原分配块,n是新大小要求。返回大小至少为n的存储块指针。新块与原块一致:新块小时保存原块n范围内数据;新块大时原数据存在,新增部分不初始化。分配成功后原块可能改变。无法满足时返回空指

39、针,原块不变。,常用写法(防止分配失败导致原存储块丢失):q=(double*)realloc(p,m*sizeof(double);if(q=NULL)/*未成功,p仍指原块,特殊处理*/else p=q;/*令p指向新块,正常处理*/.,例1:修改筛法程序,由命令行参数得到所需范围。如无命令行参数则要求用户输入确定范围的整数值。,先考虑整体设计。为了清晰,将筛法用函数实现。命令行参数(字符串)需要转换到整数,定义函数:int s2int(const char*s);,函数实现(标准库有类似函数atoi):int s2int(const char*s)int n;for(n=0;isdigi

40、t(*s);+s)n=10*n+(*s-0);return n;,筛法计算包装为函数:void sieve(int lim,int an)int i,j,upb=sqrt(lim+1);an0=an1=0;/建立初始向量 for(i=2;i=lim;+i)ani=1;for(i=2;i=upb;+i)if(ani=1)/i是素数 for(j=i*2;j=lim;j+=i)anj=0;/i的倍数不是素数,main的工作:1)获取范围(由命令行或用户),2)分配空间及初始化,3)执行筛法,4)打印输出。,enum LARG=65535;int main(int argc,char*argv)int

41、 i,j,n,*ns;if(argc=2)n=s2int(argv1);else getnumber(Largest:,2,LARG,5,例2,改造成绩直方图程序,使之能处理任意个数据。,如何处理事先无法确定数目的数据集合。用数组限制了能处理的项数,现在改用动态分配。让getscores根据需要申请存储块,返回动态分配的块和实际项数。double*readscores(int*np);,通过np送回项数,无法得到存储时返回NULL。若已读部分数据,扩大存储失败,给出信息并返回部分数据。int main()int n;double*scores=readscores(./*其他不必修改*/,re

42、adscores的定义:事先不知道数据项数,可以先分配一块,读入中发现不够用时扩大。开始分配多大?采用什么扩大策略?,下面采用开始分配一块,随后不够时加倍的策略。有关存储分配和扩大策略的讨论见书。,这个定义主要显示分配调整技术,没有追求完善。读入中遇到错误数据就立即结束。数据检查和处理问题前面已讨论过,修改这个函数,使之能合理处理输入数据错误,给出有用信息,或增加其他有用功能等都留作 练习。,enum INUM=40;double*readscores(int*np)unsigned size=INUM,n;double*q,x,*p;if(p=(double*)malloc(INUM*siz

43、eof(double)=NULL)printf(No memory.Stopn);*np=0;return NULL;for(n=0;scanf(%lf,函数、指针和动态分配,用函数处理一组数据,得到处理结果,最好的方式是为函数提供数组位置和元素数(或结束位置)。前面多采用这种方式。这时函数不必知道处理的是数组变量还是动态存储。,例如,完全可以用如下方式调用筛法函数:int ns1000;int main().sieve(1000,ns);.return 0;,这时存储的问题在一个函数里处理。责任清晰,易于把握,是最好的处理方案。,有时无法用上述做法,直方图程序只能由readscores根据情

44、况分配,送出存储块地址。main用指针接收。,这种做法完全正确,因为动态分配的块将一直存在到明确释放(调用free),与分配所在的函数结束无关。readscores返回存储块地址不仅传回数据,也将管理这个块的责任转交给main。可见前面的main结束前缺了free(scores)调用。应加上。,前面的readscores返回块地址,由参数传块大小(将int变量地址给int*)。另一可能是让readscores返回块大小,无法完成时返回0。考虑这种设计的问题:,调用方式:if(readscores(.)=0)/*处理错误*/,int readscores(?);/*参数类型?*/需要通过实参得到

45、动态块的地址,(double*)值。,已知,想通过函数参数取得int值,参数应为(int*)类型,实参用int变量地址。通过参数送出(double*)值,实参应传(double*)变量的地址,形参应该是指向(double*)类型的指针,即(double*)类型。,正确原型:int readscores(double*dpp);,调用:if(readscores(&scores)=0)/*错误处理*/,这里讨论了不同函数层次之间存储分配、传递和使用的几种技术。各有适用之处,可根据情况选择。,关于动态存储分配计算机系统的内存由OS(操作系统)管理。启动一个程序时,OS为它分配内存,存放它的代码和数

46、据。程序结束时OS收回该程序所占用的所有内存。,C程序启动时从OS得到的内存,其中一大块由自己的动态存储管理系统管理。程序里调用malloc将在这块里分配存储,free将内存块退回动态存储管理系统。这是C程序内部的事情。至于C动态存储管理系统如何与OS打交道的问题是看不见的(透明的)。,一个C程序结束时,OS收回原先分配给它的全部内存。这是OS的存储管理问题,与我们的程序无关。,7.7 定义类型,基本类型有类型名,可用于定义/说明变量,描述函数参数与返回值,做类型强制等。数组、指针使说明变得很复杂,使用不便。不容易保证多个类型描述的一致性。如能把复杂类型描述看作类型(用户定义类型)加以命名,可

47、带来很大方便,特别是在实现复杂程序/软件系统时。定义类型是重要语言机制,最好能像内部类型一样用。C语言类型定义机制较弱,主要作用是简化描述。,类型定义用关键字typedef,其后的描述形式与变量定义相似,使原变量位置的标识符成为新类型名。,typedef unsigned long int ULI;定义后的ULI像基本类型名一样用:ULI x,y,*p;ULI fun1(double x,ULI n);p=(ULI*)malloc(n*sizeof(ULI);这种类型定义可简化程序书写,有一定实际价值。,有时定义新类型可提高可读性和清晰性。如:typedef double LENGTH;typ

48、edef double AREA;定义不同类型名可能帮人看到不一致情况。,注:C语言认为定义的只是原类型的别名。LENGTH和AREA是double的别名。提高程序的可读性。,用预处理命令可产生类似效果。如:#define LENGTH double#define AREA double但两种写法处理过程不同,类型定义由编译程序处理。有些类型不能通过宏的方式(例如数组类型)。,定义数组类型数组类型定义形式符合前面解释。例:typedef double VECT44;此后可以写:VECT4 v1,v2;int intprod(VECT4 v,VECT4 u);,55的双精度数组类型:typede

49、f double MAT55;MAT a1,a2,a3;/*定义55数组变量*/double det(MAT m);/*说明函数参数*/MAT*p=(MAT*)malloc(sizeof(MAT);,定义指针类型例如:typedef int*IP;typedef MAT*MATP;,复杂类型描述与解读,类型描述可能变得很复杂(C语言的缺点)。尽量不写复杂描述。可以用typedef分解,易理解/少出错。定义后可多次使用/节省时间/方便维护。读程序时可能遇到复杂类型描述。应了解类型描述的一般构造及解读。描述类型时也更清楚,知道怎样写,什么地方需要加括号等。,类型描述中可出现:已定义类型名,被定义标

50、识符,构造符号(三个(组)运算符):*()指针数组函数可加圆括号改变结合关系。又增加了理解难度。,解读方式:符号意义不变,优先级和结合关系按运算符规定。和()结合性强,*结合力弱;和()从左到右结合,*从右向左结合。首先辨认被说明(定义)的标识符,从它向外分析。这个标识符常出现在描述中间,被其他符号包围。,一些例子:1)int*f(int);被说明的是f,f是一个函数。2)int(*fp)(int);说明的是fp。fp是一个指针,指向.3)char*argv;argv是个指针,指向(char*),4)int(*dp)16;dp是指针,它指向有16个元素的整型数组。5)int*dp116;dp1

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > 建筑/施工/环境 > 农业报告


备案号:宁ICP备20000045号-2

经营许可证:宁B2-20210002

宁公网安备 64010402000987号