指针

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|姓名|喻文康|
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0. 展示PTA总分

1. 本章学习总结

1.1 指针定义、指针相关运算、指针做函数参数

指针定义：指针变量的定义格式为：类型说明符 *指针变量名，如int* p
指针相关运算：

  1. 指针减去一个指针，表示两个指针之间所差的内存单元或者元素个数，两个指针相加没有意义
  2. 关系运算，如果定义了两个指针变量p和q，并且都已经初始化了，
    如果p==q，则表示p和q指向同一个地址
    p>q,则表示p指向高地址而q指向低地址
    也经常拿p和NULL做比较，用来表示指针当前的状态
  3. *的优先级是一级，即最高级，但它的规律是从右向左，所以*p++应当写作(*p)++才对

int a=8,b;
int *p;
p=&a;

&a 表示变量a的地址,&a=2000
p 指针变量p的值，p=2000=&a
*p 表示指针变量p指向的变量，*p=a=8
&*p 相当于&（p）,&（p）=&a=2000
*&a 相当于（&a）,（&a）=*p=a=8
&p 表示指针变量p的地址，&p=2000
*&p 相当于（&p）,（&p）=2000
指针做函数参数：

在C语言中，函数的参数不仅可以是整数、小数、字符等具体的数据，还可以是指向它们的指针。
用指针变量作函数参数可以将函数外部的地址传递到函数内部，使得在函数内部可以操作函数外部的数据，
并且这些数据不会随着函数的结束而被销毁。
像数组、字符串、动态分配的内存等都是一系列数据的集合，没有办法通过一个参数全部传入函数内部，
只能传递它们的指针，在函数内部通过指针来影响这些数据集合。

1.2 字符指针

①字符指针：指向字符型数据的指针变量。每个字符串在内存中都占用一段连续的存储空间，并有唯一确定的首地址。
即将字符串的首地址赋值给字符指针，可让字符指针指向一个字符串。
举个例子：
char *ptr = "Hello";//将保存在常量存储区的"Hello"的首地址赋值给ptr
与
char *ptr;
ptr = "Hello";//是等价的，注意不能理解为将字符串赋值给ptr
再举个例子：
char str[10] = "Hello";
char *ptr = str;//数组名代表数组的首地址
//等价于
char *ptr;
ptr = str;//等价于ptr = &str[0];将数组的首地址赋给字符指针ptr

②对于数组名str，不能使用str++操作使其指向字符串中的某个字符，因为数组名是一个地址常量，其值是不能被改变的。具体如下：
*(ptr+i)：字符串中第i+1个字符，相当于*(str+i)，即str[i]
也可以用ptr++，移动指针ptr，使ptr指向字符中的某个字符

③字符串的长度（指字符串所含的字符个数，但不包括最后的’\0’）与字符数组的大小（指字符串所包含的字符个数加上’\0’，故+1）不一样。具体如：
for(i = 0;str[i] != '\0'; i++ )
{
printf("%c",str[i]);//常用借助字符串结束标志'\0'识别字符串的结束
}
scanf("%s",str);//表示读入一个字符串，直到遇到空白字符（空格、回车符、制表符）为止
//如果输入带有空格的字符串（比如人名）只会读到空格以前而空格以后不会读入，留在了输入缓冲区中
printf("%s",str);//表示输出一个字符串，直到遇到字符串结束标志'\0'为止（注意这里可以带有空格输出）

注意：scanf()不能限制输入字符串的长度，很容易引起缓冲区溢出。当使用scanf()和gets()时，
确保输入字符串的长度不超过数组的大小，否则使用限制输入字符串长度的函数： fgets(name,sizeof(name),stdin)
④if(str1==str2)时合法语句，比较这两个地址的大小（作为指针，有不同的地址，一定为假），而不是比较字符串的大小，也不是比较字符串的内容。
字符串相关函数及函数代码原型理解：

  1. 字符串比较函数
    int strcmp(const char* str1, const char* str2);
    strcmp函数实际上是对字符的ASCII码进行比较 , 其中str1和str2可以是字符串常量或者字符串变量，返回值为整形,所以区分大小写。
    ① str1<str2，返回负值或者-1； ② str1=str2，返回0； ③ str1>str2，返回正值或者1；

2.字符串连接函数
int strcat(char *str1 , char const *str2);
将字符串str2连接在str1后，并且str1最后的结束字符NULL会被覆盖掉，并且连接后的字符串的尾部会再增加一个NULL.
注意：str1和str2所指的内存空间不能重叠，且str1要有足够的空间来容纳要复制的字符串。返回石str1字符串的首地址。在str1的末尾注意放结束标志'\0'。

3.字符串复制函数
char * strcpy( char *str1, char const *str2 ); //字符串复制函数
将str2所指的字符串复制到str1所指的字符串中。注意：src1和str2所指内存区域不可以重叠且str1必须有足够的空间来容纳str2的字符串。
另外，还有strncpy函数，与strcpy函数功能相似
语法:char *strncpy(char *destinin, char *source, int maxlen);
参数:
destinin：表示复制的目标字符数组；
source：表示复制的源字符数组；
maxlen：表示复制的字符串长度。
复制字符串source中的内容（字符，数字、汉字....）到字符串destinin中，复制多少由maxlen的值决定。
如果source的前n个字符不含NULL字符，则结果不会以NULL字符结束。
如果n<source的长度，只是将source的前n个字符复制到destinin的前n个字符，不自动添加'\0'，也就是结果destinin不包括'\0'，需要再手动添加一个'\0'。
如果source的长度小于n个字节，则以NULL填充destinin直到复制完n个字节。source和destinin所指内存区域不可以重叠且destinin必须有足够的空间来容纳source的字符长度+'\0'。
strcpy与strncpy的区别：
strcpy只是复制字符串，但不限制复制的数量，很容易造成缓冲溢出。strncpy要安全一些。
strncpy能够选择一段字符输出，strcpy则不能。

4.字符串求长度
int strlen(char *s); //s为指定的字符串

5.字符串转数字
int atoi (const char * str);//转化成整形，头文件：#include <stdlib.h>
atoi() 函数会扫描参数 str 字符串，跳过前面的空白字符（例如空格，tab缩进等，可以通过 isspace() 函数来检测），
直到遇上数字或正负符号才开始做转换，而再遇到非数字或字符串结束时('\0')才结束转换，并将结果返回。
【返回值】返回转换后的整型数；如果 str 不能转换成 int 或者 str 为空字符串，那么将返回 0。
另外atol (将字串转换成长型数)；atof (将字串转换成浮点型数) ;strtod（将字符串转成double）;
strtol(char *nptr,char **endptr,int base)（转化为long int）;strtoul (将字串转换成无符号32位型数)

6.小写转大写
int toupper( int ch );//转大写

7.大写转小写
int tolower( int ch );//转小写
拓展：字符处理函数

函数原型 功能描述
int isdigit(int c); 判断是否为数字，返回真假值
int isalpha(int c); 判断是否为字母，返回真假值
int isalnum(int c) 判断是否为字母或者数字，返回真假值
int islower(int c) 判断是否为小写字母，返回真假值
int isupper(int c) 判断是否为大写字母，返回真假值
int isspace(int c) 若c是空白符（换行符(’\n’)、空格符(’ ‘)、换页符(’\f’)、回车符(’\r’)、水平(’\t’)、垂直制表符(’\v’)），返回真值

1.3 指针做函数返回值

C语言允许函数的返回值是一个指针（地址），我们将这样的函数称为指针函数。下面的例子定义了一个函数 strlong()，用来返回两个字符串中较长的一个：

注意：用指针作为函数返回值时需要注意的一点是，函数运行结束后会销毁在它内部定义的所有局部数据，包括局部变量、局部数组和形式参数，
函数返回的指针请尽量不要指向这些数据，C语言没有任何机制来保证这些数据会一直有效，它们在后续使用过程中可能会引发运行时错误。

1.4 动态内存分配

动态内存是相对静态内存而言的。所谓动态和静态就是指内存的分配方式。动态内存是指在堆上分配的内存，而静态内存是指在栈上分配的内存。
前面所写的程序大多数都是在栈上分配的，比如局部变量、形参、函数调用等。栈上分配的内存是由系统分配和释放的，空间有限，在复合语句或函数运行结束后就会被系统自动释放。
而堆上分配的内存是由程序员通过编程自己手动分配和释放的，空间很大，存储自由。
malloc函数的使用
malloc 是一个系统函数，它是 memory allocate 的缩写。其中memory是“内存”的意思，allocate是“分配”的意思。
顾名思义 malloc 函数的功能就是“分配内存”。要调用它必须要包含头文件<stdlib.h>。它的原型为：
# include <stdlib.h>
void *malloc(unsigned long size);
例如如下代码：
double * ptd;
ptd = (double * ) malloc (30 * sizeof(double));
malloc 函数只有一个形参，并且是整型。该函数的功能是在内存的动态存储空间即堆中分配一个长度为size的连续空间。函数的返回值是一个指向所分配内存空间起始地址的指针，类型为 void*型。
简单的理解，malloc 函数的返回值是一个地址，这个地址就是动态分配的内存空间的起始地址。如果此函数未能成功地执行，如内存空间不足，则返回空指针 NULL。
注意：在定义指针数组后，一定要给它动态内存分配以及有指向，避免成为野指针。另外，在使用完分配的内存后要给与内存释放，具体如下
free函数的使用：
前面讲过，动态分配的内存空间是由程序员手动编程释放的。那么怎么释放呢？用 free 函数。
free 函数的原型是：
# include <stdlib.h>
void free(void *p);
free 函数无返回值，它的功能是释放指针变量 p 所指向的内存单元。此时 p 所指向的那块内存单元将会被释放并还给操作系统，不再归它使用。操作系统可以重新将它分配给其他变量使用。
需要注意的是，释放并不是指清空内存空间，而是指将该内存空间标记为“可用”状态，使操作系统在分配内存时可以将它重新分配给其他变量使用。

p 所指向的内存空间是一样的。所以释放后 p 所指向的仍然是那块内存空间。既然指向的仍然是那块内存空间，那么就仍然可以往里面写数据。可是释放后该内存空间已经不属于它了，该内存空间可能会被分配给其他变量使用。如果其他变量在里面存放了值，而你现在用 p 往里面写入数据就会把那个值给覆盖，这样就会造成其他程序错误。所以当指针变量被释放后，要立刻把它的指向改为 NULL。

1.5 指针数组及其应用

指针数组（也就是元素为指针类型的数组）常常作为二维数组的一种便捷替代方式。一般情况下，这种数组中的指针会指向动态分配的内存区域。
例如：
char *arr[4] = {"hello", "world", "shannxi", "xian"};
//arr就是我定义的一个指针数组，它有四个元素，每个元素是一个char *类型的指针，这些指针存放着其对应字符串的首地址。
这样写往往可以避免内存浪费，那么我们来看看指针数组都有哪些应用
1. 指针数组在参数传递时的使用
如果是向子函数传参，这和传递一个普通数组的思想一样，不能传递整个数组过去，如果数组很大，这样内存利用率很低，所以应该传递数组的首地址，
用一个指针接收这个地址。因此，指针数组对应着二级指针，关于二级指针，后面会详细介绍。
2. 指针数组的排序
指针数组的排序非常有趣，因为这个数组中存放的是指针，通过比较指针指向的空间的大小，排序这些空间的地址。函数实现如下：
void sort(char **pa, int n)//冒泡排序
{
int i, j;
char *tmp = NULL;

for(i = 0; i < n-1; i++)
{
for(j = 0; j < n-1-i; j++)
{
if((strcmp(*(pa+j), *(pa+j+1)) > 0)
{
tmp = *(pa + j);
*(pa + j) = *(pa + j + 1);
*(pa + j + 1) = tmp;
}
}
}
}
3. 指针数组与二维数组的区别

在C语言中，一个字符串常量不可以直接赋给一个数组，比如：char s[10]; s="hello";这种写法是错误的。
但是一个字符串却可以直接赋给一个指针：char *p; p="hello";这仅限于将一个字符串常量的地址赋给指针p，
但如果char s[10]; char *p=s; *p="hello";这就是非法的，这就相当于直接把字符串常量赋给一个数组，
其实字符串常量赋给一个数组可以采用strcpy()函数。

1.6 二级指针

如果一个指针指向的是另外一个指针，我们就称它为二级指针，或者指向指针的指针。
假设有一个 int 类型的变量 a，p1是指向 a 的指针变量，p2 又是指向 p1 的指针变量，它们的关系如下图所示：

例如：
int a=10;
int *p=&a; //取a的地址传给p
int *(*pp)=&p; //取p的地址传给pp

1.7 行指针、列指针

行指针：指的是一整行，不指向具体元素。
列指针：指的是一行中某个具体元素。
可以将列指针理解为行指针的具体元素，行指针理解为列指针的地址。
那么两个概念之间的具体转换是：
*行指针----列指针
&列指针----行指针

行指针 转换成：列指针 列指针等价表示 内容 内容等价表示 含义
a或a+0 *a a[0] *a[0] *(*a) a[0][0]
a+1 *(a+1) a[1] *a[1] *(*(a+1)) a[1][0]
a+2 *(a+2) a[2] *a[2] *(*(a+2)) a[2][0]
int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,3,15,17,19,21,23};
表示形式 含义 指针类型
---- ---- ----
a或者a+0 指向第0行 行指针
a+1 指向第1行 行指针
a+2 指向第2行 行指针
示例1：用列指针输出二维数组。
示例2：用行指针输出整个二维数组。

2. PTA实验作业

2.1 7-2 藏尾诗

2.1.1 伪代码：
定义一个二维数组str1[4][20]，输入诗，注意没有输入的放'\0'，或者以指针数组的形式输入
定义一个一维数组str2[10]，存放诗的尾
判断每一行诗的长度，将最后两个字符输入到str2中，注意下标要自增，如str2[j++] = str1[i][lens - 2];
最后在str2的末尾放结束标志符
输出str2
2.1.2 代码截图

2.2.3 找一份同学代码

学习点：使用了动态分配，使代码更健壮，因为用户输入的也可能是一首词，用数组的话就需要重新分配更大的内存，就容易造成内存浪费。

2.2 6-9 合并两个有序数组

伪代码：
因为一边排序一遍调整数组a会破坏数组a的数据，所以应先排序，放到另一个数组中，再复制数组到数组a即可
先定义新数组c，即各数组的小标aIndex,bIndex,cIndex并赋初值为0。
while (aIndex < m && bIndex < n)//读数组，当某一个数组结束时循环结束。
{
两个数组的值进行比较并排序
if (*(a + aIndex) < *(b + bIndex)a数组下标为aIndex的数存放到数组c中
else b数组小标为bIndex的数存放到c数组中
}
end while
while (aIndex < m)
将剩下的数据直接复制到c数组
end while
while (bIndex < n)
同上一个while
end while
复制数组c到数组a

2.2.2 代码截图

2.2.3 找一份同学代码


学习点：相较我的代码会显得很简洁，语句很精简，如num[j++]=num[k++]；能够熟练掌握并运用二级指针。

2.3 7-4 说反话-加强版

2.3.1 伪代码
int main(void)
{
static char input[500001];存放输入的数据
int begin每个单词开头的下标, end每个单词结尾的下标,sign = 0判断一个单词是否读完，读完就要开始输出了;
int i = 0, length数组长度，含换行符, j;
length = strlen(input);
for (逆向遍历数组)
{
if (读到空格时)
{
if (一个单词读完，开始输出这个单词)
{
sign = 0;
for (输出从begin到end的字符)
if (不是第一个单词，则输出空格)
}
}
else确定begin和end的值
{
begin = i;
if (sign == 0)end = i;
sign = 1;
}
}
if (input[0] != ' ')第一个单词要单独输出，如果第一个单词前有空格，则输出已经在上面完成了
输出第一个单词
}

2.3.2 代码截图

2.3.3 请说明和超星视频做法区别，各自优缺点

超星视频做法：逆向遍历数组，每个单词计算其长度，读到空格时输出该单词，并清除单词长度len的值为0，循环下去直到读到第一个字符，如果第一个字符前无空格，则需加判断条件单独输出。
在看完超星视频的做法后，感觉自己的做法很麻烦，而且思路较为混乱、繁琐，而超星视频里还有很多值得学习的做法，如输出控制输出个数，逆向遍历数组的方法，对第一个单词单独处理的办法。

posted @ 2020-12-27 15:26  Y-smile  阅读(182)  评论(0)  编辑  收藏  举报