指位器与函式 - NCNU Moodle 课程.PPT

著作權所有 ? 旗標出版股份有限公司 第 12 章 指位器 (pointer) 本章提要 本章簡介 記憶體位址 指位器的基本用法 動態記憶體配置 (Dynamic Memery Allocation) 指位器與陣列 指位器與函式 雙重指位器 命令參數的引入：argc、argv 綜合演練 本章簡介 指位器 (pointer) 也是一種變數, 但是此種變數儲存的並非一般數值, 而是記憶體位址。當指位器變數所存的值是位址時, 我們稱此指位器指向該位址所表示的記憶體空間。 指位器可以用來表示複雜的資料的結構, 或者有效率的存取陣列的資料。但是, 因為使用指位器的過程中, 會涉及許多記憶體位址與空間的概念, 造成不了解此種概念的讀者學習上的困難。 記憶體位址 指位器是專門用來存放記憶體位址的變數。 何謂位址? 我們可以把記憶體的內部, 想像成一個一個排列整齊可用來裝填資料的小格子, 每個小格子的大小都相等 (1 byte)。而位址就是用來區別這些小格子, 也就是這些格子的『地址』。 記憶體位址 我們可以利用 算符, 找出變數在記憶體中被配置的位址, 語法如下： 在任何變數名稱前加上 算符後, 就表示該變數在記憶體中的位址, 而不是變數值。利用 printf ( ) 配合輸出格式 %p, 就可以輸出以 16 進位數值表示的記憶體位址, 如下： 記憶體位址 記憶體位址 因為 4 個變數都是整數型別, 所以在記憶體中各佔 4 bytes。在記憶體中, 每個 byte 都有獨立的位址, 以代表該空間在記憶體中的位置。 記憶體位址 如下圖： 指位器的基本用法 指位器的運用, 主要是在一種稱為『指向』的觀念。當指位器中儲存著一個變數的位址時, 我們稱此指位器指向該變數。 宣告的語法如下： 指位器的基本用法 資料型別：指位器的型別, 必須與該指位器所指向的變數型別相同。 *：稱為『間接』算符 (indirection), 意指指示器存放的是儲存變數的位址, 不能直接取得變數的值, 必須在指位器上使用間接算符才能取得變數值。宣告指位器變數時, 需在變數名稱前加上此算符。 指位器：也就是指位器變數的名稱, 命名的原則和一般變數相同。 指位器的基本用法 比如說： 如此一來, ptr 便是指向 number 的指位器了。 指位器的基本用法 指位器的空間大小 設定指位器的值 指位器的轉型 指位器的運算 使用指位器的好處 指位器的空間大小 由於指位器記錄的是記憶體位址, 所以不管指位器宣告成何種型別, 在記憶體中都會配置相同的空間 (4 bytes), 我們可以利用 sizeof ( ) 來驗證, 如下： 指位器的空間大小 指位器的空間大小 第 10~14 行, 將各種型別指位器的容量, 利用 sizeof 計算出來, 然後從螢幕輸出。 設定指位器的值 指位器也是一個變數, 所以和變數一樣可以設定其值。如果我們將指位器採用與變數相同的設定方式, 如下： 設定指位器的值 由於 ptr 本身未被設定初始值, 所以其值有可能是任何數值, 換言之, ptr 可能指向任何的記憶體空間, 例如其它程式、甚至作業系統正在使用的記憶體空間。此時若將數值 35 指定到此不知位於何處的記憶體空間, 有可能導致程式執行發生錯誤。所以, 指位器不能使用上述的方法來設定其值。 當我們要將數值指定給指位器時, 我們需要以下面的步驟來完成： 設定指位器的值 事先宣告一個同型別的變數, 再讓指位器指向此變數位址： 完成上述指定動作之後, 就可以利用 * 算符, 從指位器中取出數值。也就是說 *ptr 的值會等於 10。 設定指位器的值 上面步驟完成後, 指位器與變數間的關係如下圖： 我們先宣告 3 種不同型別的指位器, 讓其分別指向 3 個變數, 然後輸出其值。如下： 設定指位器的值 指位器的轉型 指位器只能指向同型別的變數位址, 絕對不能有如下的情形： 若想將指位器指向不特定型別的變數, 可使用 void 這個特殊的型別來宣告指位器變數。void 型別的指位器可指向任何型別, 編譯器不會發出警告。 指位器的轉型 但要取用指位器所指的變數值時, 必須做強制型別轉換才能取出正確的值： 例如下面的範例程式, 就宣告了 2 個 void 型別的指位器, 並分別指向整數和浮點數變數, 而在算式中要用指位器參與計算時, 就要先做強制型別轉換： 指位器的轉型 指位器的轉型 如執行結果所示, void 型別的指位器, 只要做適當的強制型別轉換, 程式就能以正確的型別來取用指位器所指的變數。 指位器的運算 因為指位器內儲存的是位址, 所以對指位器做加減, 就等於是將所存的位址做加減, 所得到的將 會是鄰近 的位址。 如以下範 例：