指针教学实践

刘井莲 赵卫绩 马春华

（绥化学院 黑龙江绥化 152061）

一、序言

指针是C语言的一个重要概念，在C语言的教学中，能否正确理解和使用指针是衡量学生是否掌握C语言程序设计的一个重要标志，也影响学生在后续课程《数据结构》和《C++程序设计》等课程的学习。每一个学习C语言的人，如果不会指针，就没有真正掌握C语言。但对于初学者来说，指针概念不易于理解，不易掌握。因此关于C语言指针的教学方法及相关教学研究得到了较多关注[1~3]，并提出了很多好的教学方法。基于此，针对我院C语言学习情况，结合多年C语言教学经验，在深入探讨C语言中循环和函数核心知识点问题的基础上[4~5]，从指针的教学的导入、指针概念运算初始化几个方面对C语言指针进行了分析和探讨，并结合与数组和函数的关系进行了深入的研究分析，使学生很快进入到C语言程序设计中来，为数据结构、C++等后续课程的的学习奠定了坚实的基础。

二、导入

在前面学习中，数据分为常量和变量，变量的值是可以改变的，而常量是一个具体的值。那么变量在内存中是如何存储的、如何读取的呢？如果在程序中定义了一个变量，例如int a；在对程序编译时，系统会在内存中为变量a分配4个字节的内存空间。内存区每个字节都有一个编号，这就是地址。而系统是通过地址找到对应的变量单元，例如在C语言中为变量a输入值，代码是：scanf（“%d”，&a），“&”是取地址符号，处理过程是在“int a；”之后系统已经自动为这个变量分配了4个字节的存储空间，当为变量a输入具体值，首先在内存中找到变量a的地址，然后将输入的值存到到该地址对应的存储单元中。打个比方，地址是教室的具体位置，而变量名是教室编号，变量值是教室中学生。由于通过地址可以找到所需存储单元，可以说地址指向对应变量，因此C语言中，地址形象化地称为指针。知道存放地址的变量是指针变量，导入到下一节“初识指针变量”。

三、初识指针变量

（一）认识地址符号“&”

介绍指针变量之前，首先需要理解楚下变量、变量值和变量的地址之间的关系，下面以实例1来认识地址符号“&”，弄清变量、变量值和变量的地址三者之间的关系。

实例1：

#include

int main()

{int i=13;

printf("i=%d&i=%d ",i,&i);return 0;}输出结果：

i=13&i=1245052

通过输出结果，可以看出“&”是取地址符号。

（二）指针变量性质

变量有三个要素：变量名、变量值、变量的地址。指针变量也是变量，那么也有三要素，即变量名、变量值和变量的地址。以实例2说明如下。

实例2：

输出结果：

i=13&i=1245052

p=1245052&p=1245048

通过实例2，可以看出指针变量名为p的值是1245052，由于p是指针变量，存储的是i的地址，因此变量i的地址就是p的值，有&i=1245052。p是指针变量也是变量，也有地址，地址是1245048。

（三）指针变量存储

指针变量在内存中占4个字节，与指向的变量的数据类型无关。下面以实例3说明如下。

实例3：输出结果：

size of c=1 size of i=4

size of p1=4 size of p2=4

通过实例3说明，指针变量p1和p2虽然指向不同数据类型的变量，但p1和p2在内存中占的存储空间都是4个字节。通过多次实验，定义多个指针变量，指向多个存储空间，得到结论都是指针变量所占存储空间是4个字节，读者也可以自己进行测试。

（四）“*”运算符

访问内存中的数据有两种方式：直接访问和间接访问。直接访问就是通过变量来实现，变量是内存中的某一块存储区域的名称，这种访问方式比较简单，也较常用；间接访问就是通过指针来实现[6]，下面通过实例4来说明间接访问方式。

实例4：

代码“i=4;”是对变量i的直接访问，代码“int*p=&i;”是声明一个指针变量，使指针变量p指向整型变量i，代码“*p=6;”是对变量i的间接访问，将指针变量p所指向的变量赋值为6，因此第一次输出i值，结果为4，第二次输出i值，结果为6。

四、指针的相关问题探讨

在认识了指针变量后，提到C语言教材中指针的前面章节中介绍了两个重要知识点“数组和函数”，对于数组和函数与指针有很多联系，引入“函数与指针”和“数组与指针”。

（一）函数与指针

普通变量可以作为函数参数，指针变量也是变量，当然也可以作为函数参数，具体用法见实例5。

实例5：

输出结果：

i=5&i=1245052

p=1245052*p=5&p=1244972

这种方式还是“值传递”，只不过实参的值是变量的地址而已。而在函数中改变的不是实参的值（即地址，这种改变也影响不到实参），而是实参地址所指向的变量的值。通过这个实例，可以看出实参是 &i（值为1245052），传递给形参 p（值为1245052），而形参p是内存中的另一个变量，地址为1244972。

如果在fun函数中增加一条语句 *p=6；是对变量i的间接访问，将i的值修改为6，而如果增加 int j=9；p=&j；*p=10； 先修改p的值，p保存的是变量j的地址，*p是对j的间接访问，将j修改为10，因为p保存的已经不是变量i的地址了，所以与i无关了。

为了更好地强化指针变量作为函数，下面再以一个典型实例分析，见实例6。

实例6：

输出结果：

第一次交换后：i=3 j=4

第二次交换后：i=4 j=3

通过实验结果我们可以发现，在第一次交换，主函数通过调用swap1函数，将变量i，j的值传递给了形参p，q。在swap函数中的交换的是p和q的值，p和q值交换后，并不能将交换后值传给i和j，即普通变量作为形参，实参值传给形参，但形参值不能传给实参；在第二次交换，主函数通过调用swap2函数，将变量i，j的地址传递给了形参p，q。swap2函数中的*p和*q是对i，j的间接访问，*p和*q表示的是p和q所指向的变量，由于i和j的地址值是p和q，p和q所指向的变量则是i和j，在swap2函数中交换p和q所指向变量的值，即就是交换i和j的值，因此在调用swap2函数后，实现了交换i和j的值。

（二）数组与指针

通过指针变量可指向一个简单变量，而数组元素可当作简单变量使用，因此指针变量也可指向数组元素，因为数组是存储在一片连续的内存区中，当指针指向某个数组元素后，可通过向前或向后移动指针访问数组中的其它元素。数组是由多个数组元素组成的，一个数组元素的首地址是第一个元素的地址。指针变量可以指向变量，当然可以指向数组元素。

从前面的学习者，知道数组在内存中是连续存放的，例如int a[10]，表示10个同种数据类型的变量，即数组元素：a[0]~a[9]，那么每个元素的地址则为：&a[0]...&a[9]，数组元素的地址也可以记作 a，a+1，...，a+9，即 a 与 &a[0]等价，表示第一个数组元素a[0]地址。由于指针变量值为地址，因此，可以定义指针变量，用来指向数组元素。

例如定义：int*p;则p=a；

则表示数组元素a[i]可以使用指针法：*(a+i)或*(p+i)，从这个关系虽然可以说*(a+i)等价于*(p+i)，但值得注意的是a和p并不等价，数组名可以说是常量指针，而p是变量指针，对于a，不可以使用“a++”，即数组名不能加加运算，a的值不能改变，而p是变量指针，因此可以进行“p++”操作，如果有int*p;p=a;则p++;p的值为a+1。数组名是存储地址的常量指针，因此数组名不能进行自加自减等运算，而指针变量是变量，其值可以发生变化，可以进行相应的自加自减等运算。

数组除了一维数组之外，常还有二维数组和多维数组，由于多维数组比较复杂，较难理解，也不常用，暂不做介绍。

五、总结

指针是C语言的核心知识点，是C语言的精髓，正确理解和使用指针对C语言的学习至关重要。本文在教学实践中，从指针的导入、指针概念的理解以及指针涉及的相关难点问题三方面进行探讨，层层深入、承上启下，顺序安排合理，便于学生全面理解指针的概念和用法，真正提高了学生C语言的编程能力。

[1]裴新凤.如何正确地使用C语言的指针[J].西北民族学院学报，1999，20(6)：41-43.

[2]高阁.C语言指针教学的研究与探讨[J].机电产品开发与创新，2010,23(1)：185-187.

[3]梅维安.C语言中指针教学方法 [J].阴山学刊，2009，23(4)：93:95.

[4]刘井莲，樊守芳，尚晓丽，包向辉，王志国.C语言函数教学实践[J].通化师范学院学报，2011(8)：58-60.

[5]赵卫绩，刘井莲.实例教学法在C语言循环教学中的应用[J].通化师范学院学报.2012(10)：50-51.

[6]国家863中部软件孵化器.C语言从入门到精通[M].人民邮电出版社，2010：236-237.