C博客作业05--指针

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名字	李洋

0.展示PTA总分（0----2）

1.本章学习总结（3分）

1.1 指针定义、指针相关运算、指针做函数参数。

1.1.1 指针定义

计算机为了对内存单元中的数据进行操作，一般是按“地址”存取的，也就是说，对内存单元进行标识编号。把一个内存单元看作一个建筑物，建筑物内的房间就是储存器单元，房间号就是地址。而指针就是房间的坐标和通行证，可以通过这把“证”直接进到“房间里”进行各项工作。

• 指针也就是内存地址，指针变量是用来存放内存地址的变量

• 不同类型的指针变量所占用的存储单元长度是相同的，而存放数据的变量因数据的类型不同，所占用的存储空间长度也不同。

1.1.2 指针变量的定义

1. 一般形式： 类型名 * 指针变量名

2. 对指针变量赋值：

   • p=&x;
   • p=0;
   • p=NULL;
   • p=(int * ) 1732;/强制转换/

1.1.3 指针相关运算

1. 取地址和间接访问运算

int *p,a=3;
p=&a;//单目运算&用于给出变量的地址

*p=4;//*还用于访问指针所指的变量,*p的值就是a的值

2. 赋值运算

指针被定义并赋值后，可以像其他变量一样进行赋值运算，如：

int a=3,*p1,*p2;
p1=&a;   //指针p1指向a
p2=p1;   //把指针p1指向的地址赋给p2，此时p1和p2都指向变量a

注意：

• 讲一个变量的地址作为初始值赋值给一个指针变量是，该变量必须在此前已经定义。
• 不能用数值作为指针变量的初值。（除0和NULL外）
• 指针变量之间赋值必须是同类型的指针，即指针所致的变量的类型必须相同。

3. 指针前进或后退以及对指针所致变量的值的运算

首先给出指针与数组的关系：

p指向数组a的首地址，则有*（p+n）与p[n]等价

注意：p为指针变量，p=p+1是合法的，a=a+1则是不合法的！

如果已经对数组进行了赋值，对数组求和：

sum=0;
for(p=a;p<=&a[99];p++)
{
      sum+=p;
}

上面涉及到指针的自增运算，再来看一下用指针做自增运算的规则：

• 指针移动：
  

而（*p）++则是对p所指向的变量做自增运算

1.1.4 指针做函数参数

1. C语言中实参和形参之间的数据传递是单向的“值传递”方式，调用函数不能改变实参变量的值，当指针作为形参时，同样遵守这一规则。调用函数不能改变实参变量，但是可以改变实参变量所指向的变量的值，这被称为引用调用。在定义函数时，把指针作为形参，调用变量的地址作为实参。

如在用指针做变量的值互换时：

#include <stdio.h>

void swap(int *p1, int *p2){
    int temp;  //临时变量
    temp = *p1;
    *p1 = *p2;
    *p2 = temp;
}

int main(){
    int a = 66, b = 99;
    swap(&a, &b);
    printf("a = %d, b = %d
", a, b);
    return 0;
}

1.2 字符指针

1.2.1 指针指向字符串

字符串是一串字符，通常被看作是一个特殊的一维字符数组，与数组的储存类似，字符串中的所有字符连续存放，所以同样可用指针来表示。如果定义一个字符指针接受字符常量的值，该指针就只想字符串的首字符。
如：

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

• 像(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

值得注意的是：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。

• 插入要点
  • gets():可以输入带有空格的字符串。以回车符作为字符串的终止符，同时将回车符从输入缓冲区读走，但不作为字符串的一部分。而scanf()不读走回车符，回车符仍留在输入缓冲区中。 gets()不能限制输入字符串的长度，很容易引起缓冲区溢出。同样即使scanf(“12s%”,name)也不能解决这个问题。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)
  • puts():用于从括号内的参数给出的地址开始，依次输出存储单元中的字符，当遇到第一个’’时输出结束，并且自动输出一个换行符’ ’

1.2.2 字符串相关函数及函数代码原型

1. 实现字符串复制(全复制)

void MyStrcpy(char *str1,char *str2)
{
        while(*str2!='')//若当前str2所指字符不是字符串结束标志
        {
           *str1 = *str2;//复制字符
            str2++;//使str2指向下一个字符
            str1++;//使str1指向下一个存储单元
        }
        *str1 = '';//当复制循环结束时，在str1的末尾添加字符串结束标志
}

2. 复制函数进阶

strncpy函数

char  *strncpy(char *s2, const char *s1, size_t n);

说明：
函数strncpy从s1指向的数组中最多复制n个字符（不复制空字符后面的字符）到s2指向的数组中。

3. 实现字符串连接

char *MyStrcat(char *str1,char *str2)
{
      char *pStr = str1;//定义一个字符指针并保存字符串str1的首地址
      while(*str1! = '')//当没有读到str字符串的结束标志
      {
            str1++;//将指针移动到字符串str1的末尾
      }//注意这里，在读到''之前时，指针已经移到了这个位置，当读到时跳出循环不再指向下一个
      所以复制str2的首地址是''之前的位置
      for(;*str2!='';str1++,str2++)
      {
            *str1 = *str2;//将字符串str2复制到字符串str1的后面
      }
            *str1 = '';//在连接后的字符串的末尾添加字符串结束标志
            return pStr;//返回连接后的新的字符串str1的首地址
}

4.

int strcmp(const char *str1,const char *str2)
{
    /*不可用while(*str1++==*str2++)来比较，当不相等时仍会执行一次++，
    return返回的比较值实际上是下一个字符。应将++放到循环体中进行。*/
    while(*str1 == *str2)
    {
                assert((str1 != NULL) && (str2 != NULL));                
        if(*str1 == '')
            return 0;        
        str1++;
        str2++;
    }
    return *str1 - *str2;
}

5. 计算字符串的长度

unsigned int MyStrlen(const char *pStr)//为防止实参在被调函数中被意外修改，在相应的形参前面加上类型限定符const
{
           unsigned int len = 0;//计数器设置为0
           for(;*pStr !='';pStr++)
           {
                len++;//循环统计不包括''在内的字符个数
           }
           return len;
}

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）。

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。
函数运行结束后会销毁所有的局部数据，这个观点并没错，大部分C语言教材也都强调了这一点。但是，这里所谓的销毁并不是将局部数据所占用的内存全部抹掉，而是程序放弃对它的使用权限，弃之不理，后面的代码可以随意使用这块内存。如果func() 运行结束后 n 内存没变，它的值为也不变，但如果使用及时也能够得到正确的数据，如果有其它函数被调用就会覆盖这块内存，得到的数据就失去了意义。

1.4 动态内存分配

1.4.1 为什么要动态内存分配？

1. 内存很宝贵。

2. 如果全部是静止内存不能释放，对于小的程序可以运行完毕。但是对于大的程序，还没运行完，内存就要被占用完，此时就要发生内存泄露。

3. 给定一个占用内存可变大小的变量（假设是数组的长度len），给该变量通过函数动态分配内存后，分配内存的大小是根据数组的长度len决定的，假定用户输入len的大小是5，系统就会动态的给该数组分配长度为5的内存，该段代码运行结束后，系统调用free()函数释放分配的内存，然后接着运行剩下的程序。换句话说，动态分配内存可以根据需要去申请内存，用完后就还回去，让需要的程序用。

1.4.2 堆区和栈区区别

栈区：
存放函数的参数值、局部变量等，由编译器自动分配和释放，通常在函数执行完后就释放了

堆区：
就是通过new、malloc、realloc分配的内存块，编译器不会负责它们的释放工作，需要用程序区释放。

1.4.3 动态内存分配相关函数及用法

1、malloc函数

void *malloc(unsigned int size)；
//在内存的动态分配区域中分配一个长度为size的连续空间//堆区

函数调用：

char *p = (char *)malloc(100*sizeof(char));
if(p != NULL)
{
   free(p);
   p = NULL;
}

（1）返回值：通用类型（void* 类型可以通过类型转换强制转换为任何其它类型的指针）
分配成功，返回一个指向分配起始地址的指针；
分配失败，返回NULL
（2）注意：
①使用malloc进行动态内存分配后应判断指针是否为空，即是否分配成功；
②申请的内存不会进行初始化，为随机值；
③使用完毕以后必须手动释放内存空间，否则会造成内存泄露

注意：
*free函数只是将参数指针指向的内存归还给操作系统，并不会把参数指针置NULL，为了以后访问到被操作系统重新分配后的错误数据，所以在调用free之后，通常需要手动将指针置NULL。

2、calloc函数

void *calloc(unsigned int num, unsigned int size);
//按照所给的数据项个数和数据类型所占字节数，分配一个 num * size 连续的空间

函数调用：

char  *p = (char *)calloc(3，sizeof(int));//分配3个int型的存储空间

（1）返回值：
与malloc函数相同
（2）注意：
①申请内存后会自动初始化内存空间为0；
②使用calloc进行动态内存分配后应判断指针是否为空，即是否分配成功；
③使用完毕以后必须手动释放内存空间，否则会造成内存泄露

区别：
malloc 与 calloc
malloc函数在申请内存时不会进行初始化，为随机值；
calloc函数可以在申请内存后会自动初始化内存空间为0

1.4.4 为多个字符串做动态内存

直接上代码：

int i=0,n;
char *color[20], str[15];
    scanf("%d",&n);
    scanf("%s", str);
    while(i<n)
    {
        color[i] = (char *) malloc( sizeof(char) * ( strlen(str) + 1 ));
        strcpy(color[n], str);
        i++;
        scanf("%s", str)
    }

    ......
    free (color)

1.5 指针数组及其应用

p[n]为一个数组，再由int*说明这是一个整型指针数组，它有n个指针类型的数组元素。这里执行p+1时，则p指向下一个数组元素.
可以这样 p=a; 这里p表示指针数组第一个元素的值，a的首地址的值。

如要将二维数组赋给一指针数组:
int *p[3];
int a[3][4];
p++; //该语句表示p数组指向下一个数组元素。注：此数组每一个元素都是一个指针
for(i=0;i<3;i++)
p[i]=a[i]
这里int *p[3] 表示一个一维数组内存放着三个指针变量，分别是p[0]、p[1]、p[2]
所以要分别赋值。

首先说明p是一个指针，指向一个整型的一维数组，这个一维数组的长度是n，也可以说是p的步长。也就是说执行p+1时，p要跨过n个整型数据的长度。

如要将二维数组赋给一指针，应这样赋值：
int a[3][4];
int (*p)[4]; //该语句是定义一个数组指针，指向含4个元素的一维数组。
p=a; //将该二维数组的首地址赋给p，也就是a[0]或&a[0][0]
p++; //该语句执行过后，也就是p=p+1;p跨过行a[0][]指向了行a[1][]
所以数组指针也称指向一维数组的指针，亦称行指针。

1.6 二级指针

指向指针变量的指针

展开来说就是：一级指针和二级指针的值都是指向一个内存单元，一级指针指向的内存单元存放的是源变量的值，二级指针指向的内存单元存放的是一级指针的地址。

用代码来表示为：

int a =100;
int *p1 = &a;
int **p2 = &p1;

指针变量也是一种变量，也会占用存储空间，也可以使用&获取它的地址。C语言不限制指针的级数，每增加一级指针，在定义指针变量时就得增加一个星号。p1 是一级指针，指向普通类型的数据，定义时有一个；p2 是二级指针，指向一级指针 p1，定义时有两个。*

1.7 行指针、列指针

• 首先要明白两个重要概念：

  • 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。

• 以下列定义的二维数组为例：
  int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};

**如首行一样，将首行视为一个元素，一个特殊的元素，这个“特殊的”元素是一个一维数组。那么这个二维数组是由是由三个“特殊的”元素组成的一个“特殊的”一维数组。

a是这个“特殊的”一维数组的名称，也就是首地址，也就是第一个元素的地址，也就是第一行的首地址，是指首行一整行，并不是指某个具体元素。那么我们称之为“行指针”。同理：a+0,a+1,a+2,都是行指针。**
则有：

我们针对首行分析，首行的元素分别是：a[0][0],a[0][1],a[0][2],a[0][3]。将其看作一个独立的一维数组，那么 a[0]就是这个数组的名称，也就是这个数组的首地址，也就是第一个元素的地址，也就是a[0]+0。a[0]和a[0]+0都是指具体的元素，那么我们称之为“列指针”。

• 示例1：用列指针输出二维数组。

#include <stdio.h>
int main()
{
   int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
   int *p= a[0];   // 列指针的定义法
   for(; p < a[0] + 12; p++)
   {
     printf("%d ",*p);
   }
    return 0;
}

• 示例2：用行指针输出整个二维数组。

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
   int (*p)[4]= &a[0]; // 行指针定义法或者int (*p)[4]= a;
   int i, j;
   for(i = 0; i < 3; i++)

     for(j = 0; j < 4; j++)
   {
     printf("%d ",*(*(p + i) + j));
   }
    return 0;
}

2.PTA实验作业（7分）

2.1 题目名1（2分）

2.1.1 伪代码

2.1.2 代码截图

2.1.3 与同学代码对比

我的思路是：
先试着遍历主串，同时看是否有和子串相同的，如果有，记录在主串中的坐标，在子串主串同时移动，直到不相同或者子串结束为止，同时移动结束后，若子串在结束符，说明找到，返回在主串中的位置，否则说明只有部分对应，子串回到首位，等待下一轮同时移动。

同学的思路：
遍历a主串
判断字串中元素是否和主串中一样子，不同则立即退出循环，开启下一轮寻找
计数的变量等于子串的长度即说明子串完整的找完了
找到子串，返回在主串中的位置；否则，返回NULL

• 对比：
  同学用了数组的方法，而我参照超星的讲解选择了指针的做法，实质上是一样的，都是用了两个循环，第一个来变了主串，第二个来实现判断子串元素是否在主串中完整存在。
  个人来说是比较倾向于指针的做法，比较好表示一些。

2.2 题目名2（2分）

2.2.1 伪代码

2.2.2 代码截图

2.2.3 与同学代码对比

我的思路：
借用一个辅助数组，长度为a和b的长度和，遍历a b两个数组，但非同时移动，当a或b任意一个数组还没遍历完时，比较a b中元素的大小，小的先放入辅助数组，同时该数组移向下一个元素，另一个位置不变。当其中任意一个数组到头了，则把另一个数组剩下的所有元素放入辅助数组。最后把辅助数组中的元素复制到a中。

同学的思路：
同学的思路和我的几乎一样（找了三个同学思路都一样...）

2.3 题目名3（3分）

2.3.1 伪代码

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。

具体做法同超星视频讲解做法相似，倒着遍历整个数组，不是空格则放入辅助数组中，遇到空格说明已完整找到一个单词。随即输出。