C语言设计-第12部分

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形参也为　y，字符串表达式为（y）*（y））。　例　9。9　的函数调用为　SQ（i＋＋），例　9。10　的宏调用为
SQ（i＋＋），实参也是相同的。从输出结果来看，却大不相同。
分析如下：在例　9。9　中，函数调用是把实参　i　值传给形参　y　后自增　1。　然后输出函数值。
因而要循环　5　次。输出　1～5　的平方值。而在例　9。10　中宏调用时，只作代换。SQ（i＋＋）被代换
为（（i＋＋）*（i＋＋））。在第一次循环时，由于　i　等于　1，其计算过程为：表达式中前一个　i　初值
为　1，然后　i　自增　1　变为　2，因此表达式中第　2　个　i　初值为　2，两相乘的结果也为　2，然后　i
值再自增　1，得　3。在第二次循环时，i　值已有初值为　3，因此表达式中前一个　i　为　3，后一
个　i　为　4，乘积为　12，然后　i　再自增　1　变为　5。进入第三次循环，由于　i　值已为　5，所以这
将是最后一次循环。计算表达式的值为　5*6　等于　30。i　值再自增　1　变为　6，不再满足循环条
件，停止循环。
从以上分析可以看出函数调用和宏调用二者在形式上相似，在本质上是完全不同的。
6。 宏定义也可用来定义多个语句，在宏调用时，把这些语句又代换到源程序内。看下
面的例子。
【例　9。11】
#define　SSSV（s1；s2；s3；v）　s1=l*w；s2=l*h；s3=w*h；v=w*l*h；
main（）｛
　　int　l=3；w=4；h=5；sa；sb；sc；vv；

　　SSSV（sa；sb；sc；vv）；
　　printf（〃sa=％dnsb=％dnsc=％dnvv=％dn〃；sa；sb；sc；vv）；
｝




程序第一行为宏定义，用宏名　SSSV　表示　4　个赋值语句，4　个形参分别为　4　个赋值符左部

的变量。在宏调用时，把　4　个语句展开并用实参代替形参。使计算结果送入实参之中。
9。3 文件包含
文件包含是　C　预处理程序的另一个重要功能。
文件包含命令行的一般形式为：
　　　　#include〃文件名〃
在前面我们已多次用此命令包含过库函数的头文件。例如：
　　　　#include〃stdio。h〃
　　　　　　　　#include〃math。h〃
文件包含命令的功能是把指定的文件插入该命令行位置取代该命令行，从而把指定的文件和
当前的源程序文件连成一个源文件。
　　　　在程序设计中，文件包含是很有用的。一个大的程序可以分为多个模块，由多个程序员
分别编程。有些公用的符号常量或宏定义等可单独组成一个文件，在其它文件的开头用包含
命令包含该文件即可使用。这样，可避免在每个文件开头都去书写那些公用量，从而节省时
间，并减少出错。
对文件包含命令还要说明以下几点：
1。 包含命令中的文件名可以用双引号括起来，也可以用尖括号括起来。例如以下写法
都是允许的：
#include〃stdio。h〃
#include
但是这两种形式是有区别的：使用尖括号表示在包含文件目录中去查找（包含目录是
由用户在设置环境时设置的），而不在源文件目录去查找；
使用双引号则表示首先在当前的源文件目录中查找，若未找到才到包含目录中去查
找。用户编程时可根据自己文件所在的目录来选择某一种命令形式。
2。 一个　include　命令只能指定一个被包含文件，若有多个文件要包含，则需用多个
include　命令。
3。 文件包含允许嵌套，即在一个被包含的文件中又可以包含另一个文件。
9。4 条件编译
预处理程序提供了条件编译的功能。可以按不同的条件去编译不同的程序部分，因而产
生不同的目标代码文件。这对于程序的移植和调试是很有用的。
条件编译有三种形式，下面分别介绍：
1。 第一种形式：
#ifdef　　标识符
　　程序段　1


#else
　　程序段　2
#endif
它的功能是，如果标识符已被　#define　命令定义过则对程序段　1　进行编译；否则对
程序段　2　进行编译。如果没有程序段　2（它为空），本格式中的#else　可以没有，即可以写
为：
#ifdef　　标识符
程序段
　#endif
【例　9。12】
#define　NUM　ok
main（）｛
　　struct　stu
　　｛
　　　　int　num；
　　　　char　*name；
　　　　char　sex；
　　　　float　score；
　　｝　　*ps；
　　ps=（struct　stu*）malloc（sizeof（struct　stu））；
　　ps…》num=102；
　　ps…》name=〃Zhang　ping〃；
　　ps…》sex='M'；
　　ps…》score=62。5；
　　#ifdef　NUM
　　printf（〃Number=％dnScore=％fn〃；ps…》num；ps…》score）；
　　#else
　　printf（〃Name=％snSex=％cn〃；ps…》name；ps…》sex）；
　　#endif
　　free（ps）；
｝

由于在程序的第　16　行插入了条件编译预处理命令，因此要根据　NUM　是否被定义过来决定
编译那一个　printf　语句。而在程序的第一行已对　NUM　作过宏定义，因此应对第一个　printf
语句作编译故运行结果是输出了学号和成绩。
在程序的第一行宏定义中，定义　NUM　表示字符串　OK，其实也可以为任何字符串，甚至不
给出任何字符串，写为：
　　　　#define　NUM
也具有同样的意义。只有取消程序的第一行才会去编译第二个　printf　语句。读者可上机试作。
2。 第二种形式：
#ifndef　标识符
程序段　1
　#else

　　　　　　　　　　　程序段　2
　　　　　　　　#endif
　　　　　　与第一种形式的区别是将　“ifdef”　改为“ifndef”　。它的功能是，如果标识符未被
#define　命令定义过则对程序段　1　进行编译，否则对程序段　2　进行编译。这与第一种形式的
功能正相反。
3。 第三种形式：
　　　　#if　常量表达式
程序段　1
　#else
　　　　　　　　　　　程序段　2
　　　　　　　　#endif
它的功能是，如常量表达式的值为真（非　0），则对程序段　1　进行编译，否则对程序段　2
进行编译。因此可以使程序在不同条件下，完成不同的功能。
【例　9。13】
#define　R　1
main（）｛
　　float　c；r；s；
　　printf　（〃input　a　number：　　〃）；
　　scanf（〃％f〃；&c）；
　　#if　R
　　　　r=3。14159*c*c；
　　　　printf（〃area　of　round　is：　％fn〃；r）；
　　#else
　　　　s=c*c；
printf（〃area　of　square　is：　％fn〃；s）；
#endif
｝

本例中采用了第三种形式的条件编译。在程序第一行宏定义中，定义　R　为　1，因此在条
件编译时，常量表达式的值为真，故计算并输出圆面积。
　　　　上面介绍的条件编译当然也可以用条件语句来实现。　但是用条件语句将会对整个源程序
进行编译，生成的目标代码程序很长，而采用条件编译，则根据条件只编译其中的程序段　1
或程序段　2，生成的目标程序较短。如果条件选择的程序段很长，采用条件编译的方法是十
分必要的。
9。5 本章小结
1。 预处理功能是Ｃ语言特有的功能，它是在对源程序正式编译前由预处理程序完成的。程
序员在程序中用预处理命令来调用这些功能。
2。 宏定义是用一个标识符来表示一个字符串，这个字符串可以是常量、变量或表达式。在
宏调用中将用该字符串代换宏名。
3。 宏定义可以带有参数，宏调用时是以实参代换形参。而不是“值传送”。
4。 为了避免宏代换时发生错误，宏定义中的字符串应加括号，字符串中出现的形式参数两

边也应加括号。
5。 文件包含是预处理的一个重要功能，它可用来把多个源文件连接成一个源文件进行编译，
结果将生成一个目标文件。
6。 条件编译允许只编译源程序中满足条件的程序段，使生成的目标程序较短，从而减少了
内存的开销并提高了程序的效率。
7。 使用预处理功能便于程序的修改、阅读、移植和调试，也便于实现模块化程序设计。

谭浩强　　　　　　C　语言程序设计　　　　　　　　　　　　　　　2001　年　5　月　1　日
10 指针
　　　　指针是Ｃ语言中广泛使用的一种数据类型。运用指针编程是Ｃ语言最主要的风格之一。
利用指针变量可以表示各种数据结构；能很方便地使用数组和字符串；并能象汇编语言一样
处理内存地址，从而编出精练而高效的程序。指针极大地丰富了Ｃ语言的功能。学习指针是
学习Ｃ语言中最重要的一环，能否正确理解和使用指针是我们是否掌握Ｃ语言的一个标志。
同时，指针也是Ｃ语言中最为困难的一部分，在学习中除了要正确理解基本概念，还必须要
多编程，上机调试。只要作到这些，指针也是不难掌握的。
10。1 地址指针的基本概念
在计算机中，所有的数据都是存放在存储器中的。一般把存储器中的一个字节称为一个
内存单元，不同的数据类型所占用的内存单元数不等，如整型量占　2　个单元，字符量占　1
个单元等，在前面已有详细的介绍。为了正确地访问这些内存单元，必须为每个内存单元编
上号。根据一个内存单元的编号即可准确地找到该内存单元。内存单元的编号也叫做地址。
既然根据内存单元的编号或地址就可以找到所需的内存单元，所以通常也把这个地址称为指
针。　内存单元的指针和内存单元的内容是两个不同的概念。　可以用一个通俗的例子来说明
它们之间的关系。我们到银行去存取款时，　银行工作人员将根据我们的帐号去找我们的存
款单，　找到之后在存单上写入存款、取款的金额。在这里，帐号就是存单的指针，　存款数
是存单的内容。对于一个内存单元来说，单元的地址即为指针，其中存放的数据才是该单元
的内容。在Ｃ语言中，允许用一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量。因此，一个指
针变量的值就是某个内存单元的地址或称为某内存单元的指针。
图中，设有字符变量　C，其内容为“K”（ASCII　码为十进制数　75），C　占用了　011A　号单元
（地址用十六进数表示）。设有指针变量　P，内容为　011A，这种情况我们称为　P　指向变量　C，
或说　P　是指向变量　C　的指针。
严格地说，一个指针是一个地址，是一个常量。而一个指针变量却可以被赋予不同的指
针值，是变量。但常把指针变量简称为指针。为了避免混淆，我们中约定：“指针”是指地
址，是常量，“指针变量”是指取值为地址的变量。定义指针的目的是为了通过指针去访问
内存单元。
　　　　既然指针变量的值是一个地址，那么这个地址不仅可以是变量的地址，也可以是其它数
据结构的地址。在一个指针变量中存放一个数组或一个函数的首地址有何意义呢？　因为数
组或函数都是连续存放的。通过访问指针变量取得了数组或函数的首地址，也就找到了该数
组或函数。这样一来，凡是出现数组，函数的地方都可以用一个指针变量来表示，只要该指
针变量中赋予数组或函数的首地址即可。这样做，将会使程序的概念十分清楚，程序本身也

谭浩强　　　　　　C　语言程序设计　　　　　　　　　　　　　　　2001　年　5　月　1　日
精练，高效。在Ｃ语言中，一种数据类型或数据结构往往都占有一组连续的内存单元。　用
“地址”这个概念并不能很好地描述一种数据类型或数据结构，而“指针”虽然实际上也是一
个地址，但它却是一个数据结构的首地址，它是“指向”一个数据结构的，因而概念更为清
楚，表示更为明确。　这也是引入“指针”概念的一个重要原因。
10。2 变量的指针和指向变量的指针变量
变量的指针就是变量的地址。存放变量地址的变量是指针变量。即在Ｃ语言中，允许用
一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量。因此，一个指针变量的值就是某个变量的地
址或称为某变量的指针。
为了表示指针变量和它所指向的变量之间的关系，在程序中用“*”符号表示“指向”，
例如，i_pointer　代表指针变量，而*i_pointer　是　i_pointer　所指向的变量。
因此，下面两个语句作用相同：
i=3；
*i_pointer=3；
第二个语句的含义是将　3　赋给指针变量　i_pointer　所指向的变量。
10。2。1　定义一个指针变量
对指针变量的定义包括三个内容：
（1）　指针类型说明，即定义变量为一个指针变量；
（2）　指针变量名；
（3）　变量值（指针）所指向的变量的数据类型。
其一般形式为：
类型说明符　　*变量名；
其中，*表示这是一个指针变量，变量名即为定义的指针变量名，类型说明符表示本指
针变量所指向的变量的数据类型。
例如：　　　　int　*p1；
表示　p1　是一个指针变量，它的值是某个整型变量的地址。或者说　p1　指向一个整型变量。
至于　p1　究竟指向哪一个整型变量，应由向　p1　赋予的地址来决定。
再如：
int　*p2；　　　　　　　　/*p2　是指向整型变量的指针变量*/
　　　　float　*p3；　　　　　　/*p3　是指向浮点变量的指针变量*/
char　*p4；　　　　　　　/*p4　是指向字符变量的指针变量*/
应该注意的是，一个指针变量只能指向同类型的变量，如　P3　只能指向浮点变量，不能

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时而指向一个浮点变量，时而又指向一个字符变量。
10。2。2　指针变量的引用
指针变量同普通变量一样，使用之前不仅要定义说明，而且必须赋予具体的值。未经赋
值的指针变量不能使用，否则将造成系统混乱，甚至死机。指针变量的赋值只能赋予地址，
决不能赋予任何其它数据，否则将引起错误。在Ｃ语言中，变量的地址是由编译系统分配的，
对用户完全透明，用户不知道变量的具体地址。
两个有关的运算符：
1） &：取地址运算符。
2） *：指针运算符（或称“间接访问”　运算符）。
Ｃ语言中提供了地址运算符&来表示变量的地址。
其一般形式为：
&变量名；
如&a　表示变量　a　的地址，&b　表示变量　b　的地址。变量本身必须预先说明。
设有指向整型变量的指针变量　p，如要把整型变量　a　的地址赋予　p　可以有以下两种方式：
（1）　指针变量初始化的方法
　　int　a；
　　　　int　*p=&a；
（2）　赋值语句的方法
　　　　int　a；
　　　　int　*p；
p=&a；
不允许把一个数赋予指针变量，故下面的赋值是错误的：
int　*p；
p=1000；
被赋值的指针变量前不能再加“*”说明符，如写为*p=&a　也是错误的。
假设：
int　i=200；　x；
int　*ip；
我们定义了两个整型变量　i；x；还定义了一个指向整型数的指针变量　ip。i；x　中可存放
整数；而　ip　中只能存放整型变量的地址。我们可以把　i　的地址赋给　ip：
ip=&i；
此时指针变量　ip　指向整型变量　i；假设变量　i　的地址为　1800；这个赋值可形象理解为下
图所示的联系。
以后我们便可以通过指针变量　ip　间接访问变量　i；例如：
　x=*ip；
运算符*访问以　ip　为地址的存贮区域；而　ip　中存放的是变量　i　的地址；因此；*ip　访问的

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是地址为　1800　的存贮区域（因为是整数；实际上是从　1800　开始的两个字节）；它就是　i　所占用
的存贮区域；　所以上面的赋值表达式等价于
　x=i；
另外；指针变量和一般变量一样；存放在它们之中的值是可以改变的；也就是说可以改变
它们的指向；假设
int　i；j；*p1；*p2；
　i='a'；
　j='b'；
p1=&i；
p2=&j；
则建立如下图所示的联系：
这时赋值表达式：
p2=p1
就使　p2　与　p1　指向同一对象　i；此时*p2　就等价于　i；而不是　j；图所示：
如果执行如下表达式：
　*p2=*p1；
则表示把　p1　指向的内容赋给　p2　所指的区域；　此时就变成图所示

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通过指针访问它所指向的一个变量是以间接访问的形式进行的；所以比直接访问一个变
量要费时间；而且不直观；因为通过指针要访问哪一个变量；取决于指针的值（即指向）；例如
〃*p2=*p1；〃实际上就是〃j=i；〃；前者不仅速度慢而且目的不明。但由于指针是变量；我们可以
通过改变它们的指向；以间接访问不同的变量；这给程序员带来灵活性；也使程序代码编写得
更为简洁和有效。
指针变量可出现在表达式中；　设
int　x；y，*px=&x；
指针变量　px　指向整数　x；则*px　可出现在　x　能出现的任何地方。例如：
y=*px＋5； 　/*表示把　x　的内容加　5　并赋给　y*/
y=＋＋*px； 　/*px　的内容加上　1　之后赋给　y，＋＋*px　相当于＋＋（*px）*/
y=*px＋＋； 　/*相当于　y=*px；　px＋＋*/
【例　10。1】
main（）
｛　int　a；b；
　　int　*pointer_1；　*pointer_2；
　　a=100；b=10；
　　pointer_1=&a；
pointer_2=&b；
　　printf（〃％d；％dn〃；a；b）；
　　printf（〃％d；％dn〃；*pointer_1；　*pointer_2）；
｝





对程序的说明：
1） 在开头处虽然定义了两个指针变量　pointer_1　和　pointer_2，担它们并未指向任何一个
整型变量。只是提供两个指针变量，规定它们可以指向整型变量。程序第　5、6　行的作
用就是使　pointer_1　指向　a，pointer_2　指向　b。


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2） 最后一行的*pointer_1　和*pointer_2　就是变量　a　和　b。最后两个　printf　函数作用是相
同的。
3） 程序中有两处出现*pointer_1　和*pointer_2，请区分它们的不同含义。
4） 程序第　5、6　行的“pointer_1=&a”和 “pointer_2=&b”　不能写成“*pointer_1=&a”和
“*pointer_2=&b”。
请对下面再的关于“&”和“*”的问题进行考虑：
1） 如果已经执行了“pointer_1=&a；”语句，则&*pointer_1　是什么含义？
2） *&a　含义是什么？
3） （pointer_1）＋＋和　pointer_1＋＋的区别？
【例　10。2】输入　a　和　b　两个整数，按先大后小的顺序输出　a　和　b。
main（）
｛　int　*p1；*p2；*p；a；b；
　　scanf（〃％d；％d〃；&a；&b）；
　　p1=&a；p2=&b；
　　if（a