本節(jié)專門對(duì)第二節(jié)曾講述過(guò)的指針作一詳述。并介紹Turbo C新的數(shù)據(jù)類型:
結(jié)構(gòu)、聯(lián)合和枚舉, 其中結(jié)構(gòu)和聯(lián)合是以前講過(guò)的五種基本數(shù)據(jù)類型(整型、浮
點(diǎn)型、字符型、指針型和無(wú)值型)的組合。 枚舉是一個(gè)被命名為整型常數(shù)的集合。
最后對(duì)類型說(shuō)明(typedef)和預(yù)處理指令作一闡述。

1、 指         針(point)

    學(xué)習(xí)Turbo C語(yǔ)言, 如果你不能用指針編寫(xiě)有效、正確和靈活的程序,  可以
認(rèn)為你沒(méi)有學(xué)好C語(yǔ)言。指針、地址、數(shù)組及其相互關(guān)系是C語(yǔ)言中最有特色的部
分。規(guī)范地使用指針, 可以使程序達(dá)到簡(jiǎn)單明了, 因此, 我們不但要學(xué)會(huì)如何正
確地使用指針, 而且要學(xué)會(huì)在各種情況下正確地使用指針變量。

    1. 指針和地址
    1.1 指針基本概念及其指針變量的定義
    1.1.1 指針變量的定義
    我們知道變量在計(jì)算機(jī)內(nèi)是占有一塊存貯區(qū)域的, 變量的值就存放在這塊區(qū)
域之中, 在計(jì)算機(jī)內(nèi)部, 通過(guò)訪問(wèn)或修改這塊區(qū)域的內(nèi)容來(lái)訪問(wèn)或修改相應(yīng)的變
量。Turbo C語(yǔ)言中, 對(duì)于變量的訪問(wèn)形式之一, 就是先求出變量的地址,  然后
再通過(guò)地址對(duì)它進(jìn)行訪問(wèn), 這就是這里所要論述的指針及其指針變量。
    所謂變量的指針, 實(shí)際上指變量的地址。變量的地址雖然在形式上好象類似
于整數(shù), 但在概念上不同于以前介紹過(guò)的整數(shù), 它屬于一種新的數(shù)據(jù)類型, 即指
針類型。Turbo C中, 一般用”指針”來(lái)指明這樣一個(gè)表達(dá)式&x的類型,  而用 “地
址”作為它的值, 也就是說(shuō), 若x為一整型變量, 則表達(dá)式&x的類型是指向整數(shù)的
指針, 而它的值是變量x的地址。同樣, 若
     double d;
則&d的類型是指向以精度數(shù)d的指針, 而&d的值是雙精度變量d的地址。所以, 指
針和地址是用來(lái)敘述一個(gè)對(duì)象的兩個(gè)方面。雖然&x、&d的值分別是整型變量x 和
雙精度變量d的地址, 但&x、&d的類型是不同的, 一個(gè)是指向整型變量x的指針,
而另一個(gè)則是指向雙精度變量d的指針。在習(xí)慣上,  很多情況下指針和地址這兩
個(gè)術(shù)語(yǔ)混用了。
    我們可以用下述方法來(lái)定義一個(gè)指針類型的變量。
     int *ip;
首先說(shuō)明了它是一指針類型的變量, 注意在定義中不要漏寫(xiě)符號(hào)”*”,  否則它為
一般的整型變量了。另外, 在定義中的int 表示該指針變量為指向整型數(shù)的指針
類型的變量, 有時(shí)也可稱ip為指向整數(shù)的指針。ip是一個(gè)變量, 它專門存放整型
變量的地址。
    指針變量的一般定義為:
     類型標(biāo)識(shí)符  *標(biāo)識(shí)符;
    其中標(biāo)識(shí)符是指針變量的名字, 標(biāo)識(shí)符前加了”*”號(hào),  表示該變量是指針變
量, 而最前面的”類型標(biāo)識(shí)符”表示該指針變量所指向的變量的類型。一個(gè)指針變
量只能指向同一種類型的變量, 也就是講, 我們不能定義一個(gè)指針變量, 既能指
向一整型變量又能指向雙精度變量。
    指針變量在定義中允許帶初始化項(xiàng)。如:
      int i, *ip=&i;
注意, 這里是用&i對(duì)ip初始化, 而不是對(duì)*ip初始化。和一般變量一樣,  對(duì)于外
部或靜態(tài)指針變量在定義中若不帶初始化項(xiàng), 指針變量被初始化為NULL, 它的值
為0。Turbo C中規(guī)定, 當(dāng)指針值為零時(shí), 指針不指向任何有效數(shù)據(jù), 有時(shí)也稱指
針為空指針。因此, 當(dāng)調(diào)用一個(gè)要返回指針的函數(shù)(第五節(jié)中介紹)時(shí), 常使用返
回值為NULL來(lái)指示函數(shù)調(diào)用中某些錯(cuò)誤情況的發(fā)生。

    1.1.2 指針變量的引用
    既然在指針變量中只能存放地址, 因此, 在使用中不要將一個(gè)整數(shù)賦給一指
針變量。下面的賦值是不合法的:
     int *ip;
     ip=100;
假設(shè)
     int i=200, x;
     int *ip;
我們定義了兩個(gè)整型變量i, x, 還定義了一個(gè)指向整型數(shù)的指針變量ip。i, x中
可存放整數(shù), 而ip中只能存放整型變量的地址。我們可以把i的地址賦給ip:
     ip=&i;
此時(shí)指針變量ip指向整型變量i, 假設(shè)變量i的地址為1800, 這個(gè)賦值可形象理解
為下圖所示的聯(lián)系。
            ip               i
        ┏━━━┓       ┏━━━┓
        ┃ 1800 ╂──→ ┃ 200  ┃
        ┗━━━┛       ┗━━━┛
            圖1. 給指針變量賦值
以后我們便可以通過(guò)指針變量ip間接訪問(wèn)變量i, 例如:
     x=*ip;
運(yùn)算符*訪問(wèn)以ip為地址的存貯區(qū)域, 而ip中存放的是變量i的地址, 因此, *ip
訪問(wèn)的是地址為1800的存貯區(qū)域(因?yàn)槭钦麛?shù), 實(shí)際上是從1800開(kāi)始的兩個(gè)字節(jié)),
它就是i所占用的存貯區(qū)域, 所以上面的賦值表達(dá)式等價(jià)于
     x=i;
    另外, 指針變量和一般變量一樣, 存放在它們之中的值是可以改變的, 也就
是說(shuō)可以改變它們的指向, 假設(shè)
     int i, j, *p1, *p2;
     i=’a’;
     j=’b’;
     p1=&i;
     p2=&j;
則建立如下圖所示的聯(lián)系:
            p1               i
        ┏━━━┓       ┏━━━┓
        ┃      ╂──→ ┃ ‘a’  ┃
        ┗━━━┛       ┗━━━┛
            p2               i
        ┏━━━┓       ┏━━━┓
        ┃      ╂──→ ┃ ‘b’  ┃
        ┗━━━┛       ┗━━━┛
             圖2. 賦值運(yùn)算結(jié)果
這時(shí)賦值表達(dá)式:
     p2=p1
就使p2與p1指向同一對(duì)象i, 此時(shí)*p2就等價(jià)于i, 而不是j, 圖2.就變成圖3.所示:
            p1               i
        ┏━━━┓       ┏━━━┓
        ┃      ╂──→ ┃ ‘a’  ┃
        ┗━━━┛  ┌→ ┗━━━┛
            p2      │       j
        ┏━━━┓  │   ┏━━━┓
        ┃      ╂─┘   ┃ ‘b’  ┃
        ┗━━━┛       ┗━━━┛
            圖3. p2=p1時(shí)的情形
如果執(zhí)行如下表達(dá)式:
     *p2=*p1;
則表示把p1指向的內(nèi)容賦給p2所指的區(qū)域, 此時(shí)圖2.就變成圖4.所示
            p1               i
        ┏━━━┓       ┏━━━┓
        ┃      ╂──→ ┃ ‘a’  ┃
        ┗━━━┛       ┗━━━┛
            p2               j
        ┏━━━┓       ┏━━━┓
        ┃      ╂──→ ┃ ‘a’  ┃
        ┗━━━┛       ┗━━━┛
            圖4. *p2=*p1時(shí)的情形
    通過(guò)指針訪問(wèn)它所指向的一個(gè)變量是以間接訪問(wèn)的形式進(jìn)行的, 所以比直接
訪問(wèn)一個(gè)變量要費(fèi)時(shí)間, 而且不直觀, 因?yàn)橥ㄟ^(guò)指針要訪問(wèn)哪一個(gè)變量, 取決于
指針的值(即指向), 例如”*p2=*p1;”實(shí)際上就是”j=i;”, 前者不僅速度慢而且目
的不明。但由于指針是變量, 我們可以通過(guò)改變它們的指向, 以間接訪問(wèn)不同的
變量, 這給程序員帶來(lái)靈活性, 也使程序代碼編寫(xiě)得更為簡(jiǎn)潔和有效。
    指針變量可出現(xiàn)在表達(dá)式中, 設(shè)
     int x, y *px=&x;
指針變量px指向整數(shù)x, 則*px可出現(xiàn)在x能出現(xiàn)的任何地方。例如:
     y=*px+5;  /*表示把x的內(nèi)容加5并賦給y*/
     y=++*px;  /*px的內(nèi)容加上1之后賦給y  [++*px相當(dāng)于++(px)]*/
     y=*px++;  /*相當(dāng)于y=*px; px++*/

    1.2. 地址運(yùn)算
    指針允許的運(yùn)算方式有:
    (1). 指針在一定條件下, 可進(jìn)行比較, 這里所說(shuō)的一定條件,  是指兩個(gè)指
針指向同一個(gè)對(duì)象才有意義, 例如兩個(gè)指針變量p, q指向同一數(shù)組, 則<, >, >=,
<=, ==等關(guān)系運(yùn)算符都能正常進(jìn)行。若p==q為真, 則表示p, q指向數(shù)組的同一元
素; 若p<q為真, 則表示p所指向的數(shù)組元素在q所指向的數(shù)組元素之前(對(duì)于指向
數(shù)組元素的指針在下面將作詳細(xì)討論)。
    (2). 指針和整數(shù)可進(jìn)行加、減運(yùn)算。設(shè)p是指向某一數(shù)組元素的指針, 開(kāi)始
時(shí)指向數(shù)組的第0號(hào)元素, 設(shè)n為一整數(shù), 則
     p+n
就表示指向數(shù)組的第n號(hào)元素(下標(biāo)為n的元素)。
    不論指針變量指向何種數(shù)據(jù)類型, 指針和整數(shù)進(jìn)行加、減運(yùn)算時(shí), 編譯程序
總根據(jù)所指對(duì)象的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度對(duì)n放大, 在一般微機(jī)上, char放大因子為1, int、
short放大因子為2, long和float放大因子為4, double放大因子為8。 對(duì)于下面
講述到的結(jié)構(gòu)或聯(lián)合, 也仍然遵守這一原則。
    (3). 兩個(gè)指針變量在一定條件下, 可進(jìn)行減法運(yùn)算。設(shè)p, q指向同一數(shù)組,
則p-q的絕對(duì)值表示p所指對(duì)象與q所指對(duì)象之間的元素個(gè)數(shù)。 其相減的結(jié)果遵守
對(duì)象類型的字節(jié)長(zhǎng)度進(jìn)行縮小的規(guī)則。

    2. 指針和數(shù)組
    指針和數(shù)組有著密切的關(guān)系, 任何能由數(shù)組下標(biāo)完成的操作也都可用指針來(lái)
實(shí)現(xiàn), 但程序中使用指針可使代碼更緊湊、更靈活。

    2.1. 指向數(shù)組元素的指針
    我們定義一個(gè)整型數(shù)組和一個(gè)指向整型的指針變量:
          int a[10], *p;
和前面介紹過(guò)的方法相同, 可以使整型指針p指向數(shù)組中任何一個(gè)元素,  假定給
出賦值運(yùn)算
          p=&a[0];
此時(shí), p指向數(shù)組中的第0號(hào)元素, 即a[0], 指針變量p中包含了數(shù)組元素a[0] 的
地址, 由于數(shù)組元素在內(nèi)存中是連續(xù)存放的, 因此,  我們就可以通過(guò)指針變量p
及其有關(guān)運(yùn)算間接訪問(wèn)數(shù)組中的任何一個(gè)元素。
    Turbo C中, 數(shù)組名是數(shù)組的第0號(hào)元素的地址, 因此下面兩個(gè)語(yǔ)句是等價(jià)的
     p=&a[0];
     p=a;
根據(jù)地址運(yùn)算規(guī)則, a+1為a[1]的地址, a+i就為a[i]的地址。
    下面我們用指針給出數(shù)組元素的地址和內(nèi)容的幾種表示形式。
    (1). p+i和a+i均表示a[i]的地址, 或者講, 它們均指向數(shù)組第i號(hào)元素, 即
指向a[i]。
    (2). *(p+i)和*(a+i)都表示p+i和a+i所指對(duì)象的內(nèi)容, 即為a[i]。
    (3). 指向數(shù)組元素的指針, 也可以表示成數(shù)組的形式, 也就是說(shuō),  它允許
指針變量帶下標(biāo), 如p[i]與*(p+i)等價(jià)。
    假若:      p=a+5;
則p[2]就相當(dāng)于*(p+2), 由于p指向a[5], 所以p[2]就相當(dāng)于a[7]。而p[-3]就相
當(dāng)于*(p-3), 它表示a[2]。

    2.2. 指向二維數(shù)組的指針
    2.2.1. 二維數(shù)組元素的地址
    為了說(shuō)明問(wèn)題, 我們定義以下二維數(shù)組:
     int a[3][4]={{0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {8,9,10,11}};
a為二維數(shù)組名, 此數(shù)組有3行4列, 共12個(gè)元素。但也可這樣來(lái)理解, 數(shù)組a由三
個(gè)元素組成: a[0], a[1], a[2]。而它勻中每個(gè)元素又是一個(gè)一維數(shù)組, 且都含
有4個(gè)元素 (相當(dāng)于4列),  例如, a[0]所代表的一維數(shù)組所包含的 4 個(gè)元素為
a[0][0], a[0][1], a[0][2], a[0][3]。如圖5.所示:
        ┏━━━━┓    ┏━┳━┳━┳━┓
  a─→ ┃  a[0]  ┃─→┃0 ┃1 ┃2 ┃3 ┃
        ┣━━━━┫    ┣━╋━╋━╋━┫
        ┃  a[1]  ┃─→┃4 ┃5 ┃6 ┃7 ┃
        ┣━━━━┫    ┣━╋━╋━╋━┫
        ┃  a[2]  ┃─→┃8 ┃9 ┃10┃11┃
        ┗━━━━┛    ┗━┻━┻━┻━┛
                    圖5.
    但從二維數(shù)組的角度來(lái)看, a代表二維數(shù)組的首地址,  當(dāng)然也可看成是二維
數(shù)組第0行的首地址。a+1就代表第1行的首地址, a+2就代表第2行的首地址。如
果此二維數(shù)組的首地址為1000, 由于第0行有4個(gè)整型元素, 所以a+1為1008, a+2
也就為1016。如圖6.所示
                            a[3][4]
                   a    ┏━┳━┳━┳━┓
              (1000)─→┃0 ┃1 ┃2 ┃3 ┃
                   a+1  ┣━╋━╋━╋━┫
              (1008)─→┃4 ┃5 ┃6 ┃7 ┃
                   a+2  ┣━╋━╋━╋━┫
              (1016)─→┃8 ┃9 ┃10┃11┃
                        ┗━┻━┻━┻━┛
                              圖6.
    既然我們把a(bǔ)[0], a[1], a[2]看成是一維數(shù)組名, 可以認(rèn)為它們分別代表它
們所對(duì)應(yīng)的數(shù)組的首地址, 也就是講,  a[0]代表第 0 行中第 0 列元素的地址,
即&a[0][0], a[1]是第1行中第0列元素的地址, 即&a[1][0], 根據(jù)地址運(yùn)算規(guī)則,
a[0]+1即代表第0行第1列元素的地址, 即&a[0][1], 一般而言, a[i]+j即代表第
i行第j列元素的地址, 即&a[i][j]。
    另外, 在二維數(shù)組中, 我們還可用指針的形式來(lái)表示各元素的地址。如前所
述, a[0]與*(a+0)等價(jià), a[1]與*(a+1)等價(jià), 因此a[i]+j就與*(a+i)+j等價(jià), 它
表示數(shù)組元素a[i][j]的地址。
    因此, 二維數(shù)組元素a[i][j]可表示成*(a[i]+j)或*(*(a+i)+j),  它們都與
a[i][j]等價(jià), 或者還可寫(xiě)成(*(a+i))[j]。
    另外, 要補(bǔ)充說(shuō)明一下, 如果你編寫(xiě)一個(gè)程序輸出打印a和*a,  你可發(fā)現(xiàn)它
們的值是相同的, 這是為什么呢? 我們可這樣來(lái)理解: 首先, 為了說(shuō)明問(wèn)題, 我
們把二維數(shù)組人為地看成由三個(gè)數(shù)組元素a[0], a[1], a[2]組成, 將a[0], a[1],
a[2]看成是數(shù)組名它們又分別是由4個(gè)元素組成的一維數(shù)組。因此, a表示數(shù)組第
0行的地址, 而*a即為a[0], 它是數(shù)組名, 當(dāng)然還是地址, 它就是數(shù)組第0 行第0
列元素的地址。

    2.2.2 指向一個(gè)由n個(gè)元素所組成的數(shù)組指針
    在Turbo C中, 可定義如下的指針變量:
      int (*p)[3];
    指針p為指向一個(gè)由3個(gè)元素所組成的整型數(shù)組指針。在定義中, 圓括號(hào)是不
能少的, 否則它是指針數(shù)組, 這將在后面介紹。這種數(shù)組的指針不同于前面介紹
的整型指針, 當(dāng)整型指針指向一個(gè)整型數(shù)組的元素時(shí), 進(jìn)行指針(地址)加1運(yùn)算,
表示指向數(shù)組的下一個(gè)元素, 此時(shí)地址值增加了2(因?yàn)榉糯笠蜃訛?), 而如上所
定義的指向一個(gè)由3個(gè)元素組成的數(shù)組指針, 進(jìn)行地址加1運(yùn)算時(shí), 其地址值增加
了6(放大因子為2×3=6), 這種數(shù)組指針在Turbo C中用得較少,  但在處理二維數(shù)
組時(shí), 還是很方便的。例如:
          int a[3][4], (*p)[4];
          p=a;
    開(kāi)始時(shí)p指向二維數(shù)組第0行, 當(dāng)進(jìn)行p+1運(yùn)算時(shí), 根據(jù)地址運(yùn)算規(guī)則,  此時(shí)
放大因子為4×2=8, 所以此時(shí)正好指向二維數(shù)組的第1行。和二維數(shù)組元素地址計(jì)
算的規(guī)則一樣, *p+1指向a[0][1], *(p+i)+j則指向數(shù)組元素a[i][j]。
     例1
     int a[3] [4]={
     {1,3,5,7},
     {9,11,13,15},
     {17,19,21,23}
    };
    main()
    {
         int i,(*b)[4];
           b=a+1;                  /* b指向二維數(shù)組的第1行, 此時(shí)*b[0]或
                                     **b是a[1][0] */
         for(i=1;i<=4;b=b[0]+2,i++)/* 修改b的指向, 每次增加2 */
           printf(“%dt”,*b[0]);
         printf(“n”);
         for (i=0; i<2; i++) {
           b=a+i;                  /* 修改b的指向,  每次跳過(guò)二維數(shù)組的
                                      一行 */
           printf(“%dt”,*(b[i]+1));
        }
         printf (“n”);
     }
    程序運(yùn)行結(jié)果如下:
     9    13   17   21
     3    11   19

    3. 字符指針
    我們已經(jīng)知道, 字符串常量是由雙引號(hào)括起來(lái)的字符序列, 例如:
          “a string”
就是一個(gè)字符串常量, 該字符串中因?yàn)樽址鸻后面還有一個(gè)空格字符, 所以它由8
個(gè)字符序列組成。在程序中如出現(xiàn)字符串常量C 編譯程序就給字符串常量按排一
存貯區(qū)域, 這個(gè)區(qū)域是靜態(tài)的, 在整個(gè)程序運(yùn)行的過(guò)程中始終占用, 平時(shí)所講的
字符串常量的長(zhǎng)度是指該字符串的字符個(gè)數(shù), 但在按排存貯區(qū)域時(shí), C 編譯程序
還自動(dòng)給該字符串序列的末尾加上一個(gè)空字符’