淺談C語(yǔ)言指針變量的“地址”與“值”

(重慶三峽學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 重慶 404100)

C語(yǔ)言指針數(shù)據(jù)類型是整個(gè)C語(yǔ)言教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)。指針這個(gè)詞是從英文單詞 “pointer”直譯而來(lái)，事實(shí)上，指針更應(yīng)該翻譯為地址，指針變量稱之為地址變量更合適。由于指針數(shù)據(jù)類型的存在，使得C語(yǔ)言可以直接同計(jì)算機(jī)內(nèi)存打交道，這是C語(yǔ)言的低級(jí)語(yǔ)言特征。但是，由于指針變量的特殊性，使得C語(yǔ)言初學(xué)者在學(xué)習(xí)的時(shí)候往往感到很困惑，不知道何時(shí)取的是地址，何時(shí)取的是值。下面以一維數(shù)組和二維數(shù)組與指針變量的示例來(lái)理解指針變量的用法。

一、指針和一維數(shù)組

先來(lái)看指針和一維數(shù)組的關(guān)系，程序主要代碼如下：

1:int arr[5]={1,2,3,4,5};

2:int *p;

3:p=arr;

4:printf(“%x %x %x ”,p,arr,&arr[0]);

5:printf(“%d %d %d %d ”,*p,*arr,arr[0],p[0]);

以上程序定義了一維整型數(shù)組arr和指向此一維數(shù)組的整型指針變量p。在定義時(shí)，符號(hào)*表示定義的是一個(gè)指針變量，符號(hào)[ ]表示定義的是一個(gè)數(shù)組。除了定義外，符號(hào)*和[ ]均具有“解地址”的功能，和另一個(gè)取地址符號(hào)“&”具有相反的功能，就像除法是乘法的逆運(yùn)算一樣。程序第4行運(yùn)行后均輸出十六進(jìn)制的地址，p是指針變量，由于程序第3行的賦值語(yǔ)句，p和arr均表示地址，但p是地址變量，值可變，arr為地址常量，值不能變，即p++，++p,p- -,- -p均是可行的，但arr自增自減不行。由于p賦值為arr數(shù)組名，即p此時(shí)表示arr數(shù)組首地址，也是arr數(shù)組第0個(gè)元素的地址，所以p，arr，&arr[0]地址相同。程序第5行運(yùn)行后均輸出的是arr數(shù)組第0個(gè)元素的值。由第4行全為地址如何變成第5行的全為值呢?有兩種方式，一種用“解地址”符號(hào)*，例如*p，*arr；另一種用“解地址”符號(hào)[ ]，例如p[0]，arr[0]。類似地，要表示arr數(shù)組第1個(gè)元素的地址，可以表示為p+1，arr+1，&arr[1]。要表示arr數(shù)組第1個(gè)元素的值，可以表示為*(p+1)，*(arr+1)，arr[1]，p[1]。此時(shí)，p和arr可以互換。那&p表示什么呢?指針變量是一種特殊的變量，變量中存的是其它變量的地址值，但是指針變量本身也是要占內(nèi)存空間的，所以&p表示的是指針變量p本身的地址，一般占4個(gè)字節(jié)或8個(gè)字節(jié)，這取決于編譯器，例如VC++6.0給指針變量分配4個(gè)字節(jié)的空間，而DevC++給指針變量分配8個(gè)字節(jié)的空間。

二、指針和二維數(shù)組

接下來(lái)看指針和二維數(shù)組的關(guān)系，程序主要代碼如下：

1:int a[3][4]={1,2,3,4,10,20,30,40,100,200,300,400};

2:int(*p)[4];

3:p=a;

4:printf("%x %x %x %d %x %x %d %d ",a,*a,*a+1,**a,a+1,*(a+1),**(a+1),*(*(a+1)+2));

5:printf("%x %x %x %d %x %x %d %d ",p,*p,*p+1,**p,p+1,*(p+1),**(p+1),*(*(p+1)+2));

6:printf("%x %x %x ",a[2],&a[2],&a[2][0]);

7:printf("%x %x %x ",p[2],&p[2],&p[2][0]);

8:printf("%d %d %d ",a[2][1],*(a[2]+1),*(*(a+2)+1));

9:printf("%d %d %d ",p[2][1],*(p[2]+1),*(*(p+2)+1));

以上程序定義了一個(gè)3行4列的二維整型數(shù)組a和指向此二維數(shù)組的整型指針變量p，如第2行這樣定義的指針變量相當(dāng)于行指針，可以用來(lái)遍歷二維數(shù)組a的行，它與指向一維數(shù)組的指針變量不同之處在于，若指針變量p指向一維數(shù)組，則p+1表示一維數(shù)組下一個(gè)元素的地址，若指針變量p指向二維數(shù)組，則p+1表示二維數(shù)組下一行的首地址。當(dāng)然，若指針變量p不是第2行這么定義的，而是直接定義為int *p;p=a;這種情況下p+1表示下一個(gè)元素的地址。由第4行可以知道，a、*a輸出的都是一樣的地址值，但含義是不同的，a表示的是整個(gè)數(shù)組的首地址和第0行的首地址，但*a表示的是第0行第0列元素的地址。符號(hào)*具有“解地址”的功能，但由于是二維數(shù)組，解一次地址并不能取到某個(gè)元素的值，如果再解一次地址，例如**a就表示第0行第0列元素的值。由于是二維數(shù)組，a+1和p+1一樣都表示數(shù)組第1行的首地址。*(a+1)解一次地址，表示第1行第0列元素的地址，如果再解一次地址，則**(a+1)表示第1行第0列元素的值。*(a+1)+2表示行指針先定位到第1行第0列，表示地址，列指針再移動(dòng)2個(gè)元素的位置，即表示定位到第1行第2列，仍然為地址。如果再用一次*號(hào)，則表示對(duì)應(yīng)的元素的值了。類似地，符號(hào)[ ]具有解地址的功能。例如第6行a[2]表示第2行第0個(gè)元素的地址(從0行開始)，&a[2]表示對(duì)第2行取地址，即第2行首地址，&a[2][0]表示對(duì)a[2][0]這個(gè)元素取地址，3個(gè)地址都是一樣的，但含義不同。

由第8行可知，定義了二維數(shù)組和相應(yīng)的行指針，要想取到數(shù)組元素的值，要么需要2個(gè)解地址符號(hào)*，要么需要1個(gè)*和1個(gè)[ ]，要么需要2個(gè)[ ]。那么只有1個(gè)*或[ ]表示取到某個(gè)元素的地址，而1個(gè)*或[ ]都沒有，則表示某一行的首地址。而取地址符號(hào)“&”就像是“*”和“[ ]”相反效果的符號(hào)一樣。另外，由程序可知，指針變量名和數(shù)組名在很多情形下可以互相替換，效果一樣。

三、總結(jié)

C語(yǔ)言的精華在于指針，而指針又是比較難學(xué)的，初學(xué)者最不容易理解的就是它的地址與值的關(guān)系。本文通過(guò)兩個(gè)指針變量使用示例，將指針變量與數(shù)組中元素的地址和值作了詳細(xì)的闡釋，相關(guān)概念能幫助初學(xué)者熟練使用指針變量進(jìn)行數(shù)組元素遍歷。