C语言指针教学中常见错误分析

段红义

摘要：指针是C语言程序设计的重点和难点内容，正确理解与使用指针是学好数据结构等后继专业课程的基础。从指针的定义及使用出发，通过举例总结归纳指针使用过程中容易出错的地方及如何正确使用指针。

关键词：C语言；指针；指针引用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）04-0077-02

指针是C语言程序设计的重点和难点内容之一，是学好数据结构课程的基础，灵活掌握指针，可以编写出简洁、紧凑、高效的程序。但是在实际教学中往往由于指针的概念抽象，学生理解起来比较困难，在使用过程中由于对指针概念的理解不到位，而经常出错，甚至犯一些不必要的错误。本文针对初学指针的学生容易出错及混淆的地方，结合简单的例子谈谈如何正确使用指针及指针使用过程中常见的错误。

1 指针概念的理解

指针是C语言中一种特殊的数据类型，指的是存储器内存单元的地址，每个内存单元都对应着一个特定的地址编号，一个内存单元可以存放一个字节的数据（二进制代码），计算机是通过内存单元地址访问内存单元中所存储的数据。由于计算机所处理的数据的类型各不相同，不同类型的数据在存放到计算机内存时都会占用不同个数且连续的存储单元，计算机读取该数据时将根据该数据的第一个存储单元地址（首地址）和该数据的类型（决定访问几个内存单元数）访问这个数据，以VC++6.0编译器为例，char型数据占用1个存储单元，int型数据占用4个连续的存储单元，下面以例1为例进行说明。

例1：int a，b；a=80；b=90；

假设编译系统为变量a分配的内存单元的起始地址（首地址）为2050，变量a将占用2050～2053这四个连续的内存地址所对应的存储单元；同样假设为变量b分配的内存单元起始地址（首地址）为2054，变量b将占用2054～2057这四个连续内存单元。对于a=80；语句来说，系统先找到数据a的起始地址2050，然后，根据a变量的数据类型将数据80写入2050～2053这四个内存单元中， 变量b 的值90写入2054～2057这四个连续内存单元。这是由系统按照变量名称进行的数据访问（称为数据直接访问）（见图1）。当然，如果把变量a或b的起始地址放到指针变量p或q中，就可以间接通过變量p或q来访问变量a或b了（称为数据间接访问）（见图2），这就是能够利用指针变量访问数据的原因。下面通过指针变量的定义来说明如何正确使用指针。

2 指针变量的定义及正确使用

指针变量定义的语法格式：<指针变量所指对象的类型>*<指针变量名>[=<初始化>]；通过定义指针变量就可以来间接访问它所指向的对象。通过例2进行说明。

例2：int a；int *p=&a；*p=30；

语句int a；表示定义了一个普通的整形变量a，语句int *p=&a；表示定义了一个整型指针变量p，且其内容为整型变量a的地址值，假设a的地址为2050。通过这两条语句的定义，整型指针变量p就指向了整形变量a，那么就可以通过p间接访问其所指向的对象a了。语句*p=30；就是利用指针变量p访问数据a的方法，*称为指针的间接引用运算符，*p表示p所指向的对象即a，操作*p就像操作a一样（操作结果见图3），在给a赋值的时候可以使用a=30；也可以使用*p=30来操作。

[＼&＼&图3 利用指针变量p访问变量a＼&图4 指针未赋值错误＼&]

2.1 指针变量在使用之前必须进行赋值

定义指针变量的目的是使用指针变量，即利用指针变量访问它所指向的对象，所以指针变量在使用之前必须有一个确定的值，即把一个同类型的地址赋值给指针变量。因为没有赋值的指针变量其内容是一个随机的地址值，该地址所对应的单元可读性未知，把一个数据写入该地址中，容易造成无法估计的错误。

例3：int *p；*p=80；在本例中，p在使用之前没有进行赋值，p没有指向任何一个变量，其值为一个随机的地址，假设编译系统为p分配的值为1000，则执行*p=80；后，将80写入1000～1003这四个内存单元中，有可能会造成对这四个内存单元原数据的破坏，所以发生运行错误（见图4）。可以进行如下修改：

int a，*p；p=&a；*p=80；

2.2 指针变量与指针所指对象变量

指针变量与指针所指对象变量是两个不同的变量，它们的类型是不同的。如：int a，*p；p=&a；p与*p是两个不同数据，p是指针变量，而*p是p所指的对象即a。在指针定义过程中变量p前面的*表示p是一个指针变量，而在引用指针时*表示间接引用运算符。在给指针赋值时，不能把一个普通的整形值直接赋给指针变量。

例4：int a=1000，*p；p=a；该例会提示类型不符错误。因为p的类型为int*型，而a的类型为int型。可以做如下修改int a=1000，*p；p=&a；

2.3 不同类型的指针不能相互赋值

指针是有类型的，给指针赋值，不但必须是一个地址，而且应该是一个与该指针类型相符的变量或常量的地址。

例5：int *p；float a；p=&a；*p=80.5；printf（"%f＼n"，a）；本例试图将p指向a，通过*p修改a的值，但是由于指针p与&a类型不符，因此输出a的值并不是想要的结果，本例错在指针类型不符，p是一个整型指针变量，类型为int*，而&a是浮点型指针，类型为float *，故而不能通过一个指向整形的指针变量来操作非整形变量的数据。本例可做如下修改：float a=20.5，*p；p=&a；*p=80.5；printf（"%f＼n"，a）；。

2.4 指针变量在操作数组元素时需注意的地方

指针变量的一个重要的使用就是访问数组元素，当一个指针变量指向一个一维数组时，指针变量加上或减去1个整数n，得到的值将是该指针指向前或指向后n个数据元素的地址，而不是普通意义上的加减运算。

例6：int a [5]={1，2，3，4，5}，*p=a；*p=10；p=p+1；*p=20；*p++=30；

在本例中指针变量p的初始值为数组a的起始地址，即a[0]元素的地址。然后*p=10；使a[0]得值变为10，执行p=p+1；语句后，指针变量p将指向a[1]元素，故而*p=20；语句将使a[1]元素的值变为20。最后一条语句的执行过程为：由于*和++为相同优先级，并且结合性为从右向左结合，故而等价为执行*（p++）=30；即等价于*p=30；p++；即先修改p指向对象a[1]的值为30，而后将指针p加1，p最后将指向a[2]元素。如果最后一条语句为：*++p=30；则为*（++p）=30；等价于语句p=p+1；*p=30；使指针p先指向a[2]元素，然后修改a[2]元素的值为30。

在利用指针访问数组元素时，也要注意越界問题，如例6所示，当有语句*（p + 5 ）或*（p - 1 ）等书写语句时都会发生数组元素访问越界的运行错误。

2.5 数组名是指针常量，不能当变量使用

数组名也是一个指针，表示的是该数组的起始地址，即第一个数组元素的首地址。但是数组名是一个指针常量，其值在运算过程中是不能修改的，只能作为右值来使用。

例7：利用数组名访问数组元素

int a [5]={10，20，30，40，50}；

for （int i = 0；i < 5；i + + ）

printf （″%d″， *（a + +）） ；

该例通过指针法要输出数组中的每一个元素，但是由于a是一个常量，值不能在运算时进行修改，因此该例错在*（a + +）上。可以进行如下改正：

printf（″%d″， *（a + i ））；

3 结束语

指针是C语言的精华，内容涉及比较多，在此只针对初学指针的学生容易出错的地方做了简单的举例及说明，在实际使用指针过程中，由于指针错误往往比较隐蔽，难以发现，所以必须通过大量地上机调试相关程序，才能弄清指针程序的细节，提高指针的理解能力。

参考文献：

[1] 谭浩强.C程序设计（第四版）[M].北京：清华大学出版社，2010.

[2] 许永达.C语言指针错误的分析及调试[J].计算机系统应用，2013（3）：153-156.

[3] 杨智明.C语言指针使用分析[J].保山学院学报，2012，31（2）：67-70.

[4] 夏伟伟.C语言指针用法的探讨[J].电脑编程技巧与维护，2014（21）：12-13，21.