- Keil Cx51 V7.0單片機(jī)高級語言編程與μVision2應(yīng)用實(shí)踐
- 徐愛鈞 彭秀華編著
- 197字
- 2018-12-29 19:18:33
第4章 數(shù)組與指針
在第2章中介紹了C語言的基本數(shù)據(jù)類型，如整型、字符型、浮點(diǎn)型等，除此之外C語言還提供一種構(gòu)造類型的數(shù)據(jù)。構(gòu)造類型數(shù)據(jù)是由基本類型數(shù)據(jù)按一定規(guī)則組合而成的，又稱為導(dǎo)出類型數(shù)據(jù)。C語言中的構(gòu)造類型數(shù)據(jù)有數(shù)組類型、結(jié)構(gòu)類型以及聯(lián)合類型等。本章介紹數(shù)組類型的數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)和聯(lián)合類型數(shù)據(jù)將在第5章介紹。由于數(shù)組和指針有著十分密切的聯(lián)系，因此本章還將介紹在C語言中用途極為廣泛的指針類型數(shù)據(jù)。
4.1 數(shù)組的定義與引用
數(shù)組是一組有序數(shù)據(jù)的集合，數(shù)組中的每一個(gè)數(shù)據(jù)都屬于同一種數(shù)據(jù)類型。數(shù)組中的各個(gè)元素可以用數(shù)組名和下標(biāo)來唯一地確定。一維數(shù)組只有一個(gè)下標(biāo)，多維數(shù)組有兩個(gè)以上的下標(biāo)。在C語言中數(shù)組必須先定義，然后才能使用。一維數(shù)組的定義形式如下：
數(shù)據(jù)類型 數(shù)組名[常量表達(dá)式]；
其中，“數(shù)據(jù)類型”說明了數(shù)組中各個(gè)元素的類型。
“數(shù)組名”是整個(gè)數(shù)組的標(biāo)識符，它的定名方法與變量的定名方法一樣。
“常量表達(dá)式”說明了該數(shù)組的長度，即該數(shù)組中的元素個(gè)數(shù)。常量表達(dá)式必須用方括號“[ ]”括起來，而且其中不能含有變量。下面是幾個(gè)定義一維數(shù)組的例子：
char x[5]; /* 定義字符型數(shù)組x，它具有5個(gè)元素 */
int y[10]; /* 定義整型數(shù)組y，它具有10個(gè)元素 */
float z[15]; /* 定義浮點(diǎn)型數(shù)組z，它具有15個(gè)元素 */
定義多維數(shù)組時(shí)，只要在數(shù)組名后面增加相應(yīng)于維數(shù)的常量表達(dá)式即可。對于二維數(shù)組的定義形式為：
數(shù)據(jù)類型 數(shù)組名[常量表達(dá)式1][常量表達(dá)式2]；
例如，要定義一個(gè)10×10的整數(shù)矩陣A，可以采用如下的定義方法：
int A[10][10];
需要指出的是，C語言中數(shù)組的下標(biāo)是從0開始的，因此對于數(shù)組char x[5]來說，其中的5個(gè)元素是x[0]～x[4]，不存在元素x[5]，這一點(diǎn)在引用數(shù)組元素時(shí)是應(yīng)當(dāng)加以注意的。C語言規(guī)定在引用數(shù)值數(shù)組時(shí)，只能逐個(gè)引用數(shù)組中的各個(gè)元素而不能一次引用整個(gè)數(shù)組；但如果是字符數(shù)組則可以一次引用整個(gè)數(shù)組。
例4.1：用數(shù)組計(jì)算并輸出Fibonacci數(shù)列的前20項(xiàng)。
Fibonacci數(shù)列在數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)算法研究中是十分有用的。Fibonacci數(shù)列是這樣的一組數(shù)：第一個(gè)數(shù)字為0，第二個(gè)數(shù)字為1，之后每個(gè)數(shù)字都是前兩個(gè)數(shù)字之和。
#include<stdio.h>
main() {
int f[20], i;
f[0]=0;
f[1]=1;
for (i=2;i<20; i++)
f[i]=f[i-2]+f[i-1];
for(i=0; i<20; i++)
{
if(i%5==0)
printf("\n");
printf("%10d",f[i]);
}
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
0 1 1 2 3
5 8 13 21 34
55 89 144 233 377
610 987 1597 2584 4181
4.2 字符數(shù)組
用來存放字符數(shù)據(jù)的數(shù)組稱為字符數(shù)組，它是C語言中常用的一種數(shù)組。字符數(shù)組中的每個(gè)元素都是一個(gè)字符，因此可用字符數(shù)組來存放不同長度的字符串。字符數(shù)組的定義方法與一般數(shù)組相同，下面是兩個(gè)定義字符數(shù)組的例子：
char menu[20]; char string[50];
在C語言中字符串是作為字符數(shù)組來處理的。一個(gè)一維的字符數(shù)組可以存放一個(gè)字符串，這個(gè)字符串的長度應(yīng)小于或等于字符數(shù)組的長度。為了測定字符串的實(shí)際長度，C語言規(guī)定以“\0”作為字符串結(jié)束標(biāo)志，對字符串常量也自動加一個(gè)“\0”作為結(jié)束符。因此字符數(shù)組char menu[20]可存儲一個(gè)長度≤19的不同長度的字符串。
在訪問字符數(shù)組時(shí)，遇到“\0”就表示字符串結(jié)束，因此在定義字符數(shù)組時(shí)，應(yīng)使數(shù)組長度大于它允許存放的最大字符串的長度。另外，符號“\0”是一個(gè)表示ASCII碼值為0的字符，它不是一個(gè)可顯示字符，而是一個(gè)“空操作符”，在這里僅僅起一個(gè)結(jié)束標(biāo)志的作用。
對于字符數(shù)組的訪問可以通過數(shù)組中的元素逐個(gè)進(jìn)行訪問，也可以對整個(gè)數(shù)組進(jìn)行訪問。
例4.2：對字符數(shù)組進(jìn)行輸入和輸出。
#include<stdio.h>
main() {
char c[10];
scanf("%s",c);
printf("%s\n",c);
while(1);
}
程序中用“%s”格式控制輸入輸出字符串，這里的輸入輸出操作是對整個(gè)字符數(shù)組進(jìn)行的，因此輸入項(xiàng)必須是數(shù)組名c，而不能用數(shù)組元素名c[i]。在μVision2環(huán)境下對例4.2程序編譯連接通過后進(jìn)行仿真調(diào)試，啟動程序全速運(yùn)行，將光標(biāo)移到串行窗口，從鍵盤輸入HELLO并回車，系統(tǒng)會自動在輸入的字符串后面加一個(gè)結(jié)束符“\0”，然后輸出HELLO，如果輸入的字符數(shù)大于10，則只取前10個(gè)字符作為有效字符輸出。
前面介紹了數(shù)組的定義方法，可以在內(nèi)存中開辟一個(gè)相應(yīng)于數(shù)組元素個(gè)數(shù)的存儲空間，數(shù)組中各個(gè)元素的賦值是在程序運(yùn)行過程中進(jìn)行的。如果希望在定義數(shù)組的同時(shí)給數(shù)組中各個(gè)元素賦以初值，可以采用如下方法：
數(shù)據(jù)類型 [存儲器類型] 數(shù)組名[常量表達(dá)式]={常量表達(dá)式表};
其中，“數(shù)據(jù)類型”指出數(shù)組元素的數(shù)據(jù)類型。
“存儲器類型”是可選項(xiàng)，指出定義數(shù)組所在的存儲器空間。
“常量表達(dá)式表”中給出各個(gè)數(shù)組元素的初值。
需要注意的是，在定義數(shù)組的同時(shí)對數(shù)組元素賦初值時(shí)，初值的個(gè)數(shù)必須小于或等于數(shù)組中元素的個(gè)數(shù)（即數(shù)組長度），否則在程序編譯時(shí)作為出錯(cuò)處理。賦初值時(shí)可以不指定數(shù)組的長度，編譯器會根據(jù)初值的個(gè)數(shù)自動計(jì)算出該數(shù)組的長度。因此數(shù)組名后面的“常量表達(dá)式”為可選項(xiàng)，省略該選項(xiàng)時(shí)數(shù)組的長度由實(shí)際初值的個(gè)數(shù)決定。例如：
unsigned char a[5]={0x11,0x22,0x33,0x44,0x55}
unsigned char xdata a[]={0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66,0x77,0x88,0x99}
對于多維數(shù)組可以采用同樣的方法來賦值，例如，可用下面的方法在定義一個(gè)二維數(shù)組的同時(shí)賦以初值：
int MAX[4][3]=
{{1,4,7}, {2,5,8}, {3,6,9}, {0, 0, 0}};
例4.3：用冒泡法對一組數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。
#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
void main() {
unsigned char xdata a[]=
{0x3f,0x44,0x32,0x54,0x66,0x56,0x99,0x88,0x77,0x11,0x34};
unsigned char i,j,t;
printf("the unsorted numbers : \n");
for (i=0;i<=9;i++)
printf("%bx ",a[i]);
printf("\n");
for (j=0;j<=8;j++)
for (i=0;i<=9-j;i++)
if (a[i]>a[i+1]) {t=a[i];a[i]=a[i+1];a[i+1]=t;}
printf("the sorted numbers : \n");
for (i=0;i<=10;i++) printf("%bx ",a[i]);
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
the unsorted numbers :
0x3f,0x44,0x32,0x54,0x66,0x56,0x99,0x88,0x77,0x11,0x34
the sorted numbers :
0x11,0x32,0x34,0x3f,0x44,0x54,0x56,0x66,0x77,0x88,0x99
給字符數(shù)組賦初值對于在程序存儲器ROM中制作一些常數(shù)表格特別有用，例如，可以采用如下方法在ROM中制作一張共陰極LED的顯示字符段碼表：
char code SEG[11]= {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
利用字符數(shù)組可以很方便地實(shí)現(xiàn)LED段碼的查表顯示。圖4.1是利用8031單片機(jī)串行口實(shí)現(xiàn)的動態(tài)LED掃描顯示接口電路，在串行口上擴(kuò)展一片移位寄存器74LS164作為共陰極7段LED的段碼數(shù)據(jù)口，8031的P1.0～P1.3作為LED顯示器的位掃描信號，串行口工作于移位寄存器方式（方式0）。執(zhí)行下面的程序后可在LED上顯示出“8031”這幾個(gè)數(shù)字。
例4.4：利用字符數(shù)組實(shí)現(xiàn)LED數(shù)字顯示。
#include <reg51.h>
char code seg[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
void dsp(char digt, j) {
unsigned char tmp;
SBUF=seg[digt];
P1=j;
tmp=0x7f;
while(tmp--);
}
void main() {
SCON=0x00;
while(1) {
dsp(0x08, 1);
dsp(0x00, 2);
dsp(0x03, 4);
dsp(0x01, 8);
}
}
圖4.1 用串行口實(shí)現(xiàn)的LED動態(tài)顯示電路
4.3 數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)
除了可以用變量作為函數(shù)的參數(shù)之外，還可以用數(shù)組名作為函數(shù)的參數(shù)。一個(gè)數(shù)組的數(shù)組名表示該數(shù)組的首地址。用一個(gè)數(shù)組名作為函數(shù)的參數(shù)時(shí)，在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用的過程中參數(shù)傳遞方式采用的是地址傳遞。將實(shí)際參數(shù)數(shù)組的首地址傳遞給被調(diào)函數(shù)中的形式參數(shù)數(shù)組，這樣一來兩個(gè)數(shù)組就占用同一段內(nèi)存單元。如圖4.2所示，若數(shù)組a的起始地址為0x1000，則數(shù)組b的起始地址也是0x1000，顯然數(shù)組a和b占用同一段內(nèi)存單元。
圖4.2 兩個(gè)數(shù)組占用同一段內(nèi)存單元
用數(shù)組名作為函數(shù)的參數(shù)，應(yīng)該在主調(diào)函數(shù)和被調(diào)函數(shù)中分別進(jìn)行數(shù)組定義，而不能只在一方定義數(shù)組。而且在兩個(gè)函數(shù)中定義的數(shù)組類型必須一致，如果類型不一致將導(dǎo)致編譯出錯(cuò)。實(shí)參數(shù)組和形參數(shù)組的長度可以一致也可以不一致，編譯器對形參數(shù)組的長度不作檢查，只是將實(shí)參數(shù)組的首地址傳遞給形參數(shù)組。如果希望形參數(shù)組能得到實(shí)參數(shù)組的全部元素，則應(yīng)使兩個(gè)數(shù)組的長度一致。定義形參數(shù)組時(shí)可以不指定長度，只在數(shù)組名后面跟一個(gè)空的方括號[]。這時(shí)為了在被調(diào)函數(shù)中處理數(shù)組元素的需要，應(yīng)另外設(shè)置一個(gè)參數(shù)來傳遞數(shù)組元素的個(gè)數(shù)。
例4.5：用數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)，計(jì)算兩個(gè)不同長度的數(shù)組中所有元素的平均值。
#include<stdio.h>
float average(array, n)
int n;
float array[];
{
int i;
float aver, sum=array[0];
for (i=1; i<n; i++)
sum=sum+array[i];
aver=sum/n;
return(aver);
}
main() {
float pot_1[5]={99.9,88.8,77.7,66.6,0};
float pot_2[10]={11.1,22.2,33.3,44.4,55.5,99.9,88.8,77.7,66.6,0};
printf("the average of A is %6.2f\n", average(pot_1,5));
printf("the average of B is %6.2f\n", average(pot_2,10));
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
the average of A is 66.60
the average of B is 49.95
在這個(gè)程序中定義了一個(gè)求平均值的函數(shù)average()，它有兩個(gè)形式參數(shù)array和n。array是一個(gè)長度不定的float類型的數(shù)組，n是int類型的變量。在主函數(shù)main()中定義了兩個(gè)長度確定的float類型的數(shù)組pot_1[5]和pot_2[10]。通過嵌套函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)求數(shù)組元素平均值的運(yùn)算并輸出。可以看到，兩次調(diào)用average()函數(shù)時(shí)數(shù)組的長度是不同的，在調(diào)用時(shí)通過一個(gè)實(shí)際參數(shù)（5或10）將數(shù)組的長度傳遞給形式參數(shù)n，從而使average()函數(shù)能處理數(shù)組pot_1和pot_2中的所有元素。
用數(shù)組名作為函數(shù)的參數(shù)，參數(shù)的傳遞過程采用的是地址傳遞。地址傳遞方式具有雙向傳遞的性質(zhì)，即形式參數(shù)的變化將導(dǎo)致實(shí)際參數(shù)也發(fā)生變化，這種性質(zhì)在程序設(shè)計(jì)中有時(shí)是很有用的。下面的例子就是利用這一性質(zhì)來對數(shù)組a中的10個(gè)整數(shù)按從小到大的順序排序。
例4.6：采用選擇法對數(shù)組元素進(jìn)行排序。
#include<stdio.h>
void sort (array, n)
int array[];
int n;
{
int i, j, k, t;
for (i=0; i<n-1; i++)
{
k=i;
for (j=i+1; j<n; j++)
if (array[j]<array[k]) k=j;
t=array[k]; array[k]=array[i]; array[i]=t;
}
}
main() {
int a[10], i;
printf("please enter the array\n");
for (i=0; i<10; i++)
scanf("%d", &a[i]);
sort(a, 10);
printf("the sorted array is: \n");
for (i=0; i<10; i++)
printf("%d ", a[i]);
printf("\n");
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
please enter the array
9
7
5
3
1
8
6
4
2
0
the sorted array is:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
在這個(gè)例子中，主程序在執(zhí)行函數(shù)調(diào)用語句sort(a, 10)的前后，數(shù)組a中各個(gè)元素的值是不同的。執(zhí)行函數(shù)調(diào)用語句之前，數(shù)組a中的元素是無序的，執(zhí)行函數(shù)調(diào)用語句之后，數(shù)組a中的元素已經(jīng)按大小排序。這是因?yàn)樵趫?zhí)行被調(diào)用函數(shù)時(shí)，形式參數(shù)數(shù)組已經(jīng)進(jìn)行了排序，而形式參數(shù)數(shù)組的改變會使實(shí)際參數(shù)數(shù)組隨之改變，從而使主函數(shù)中的數(shù)組a也進(jìn)行了排序。
對于多維數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)與一維數(shù)組的情形類似。可以用多維數(shù)組名作為函數(shù)的實(shí)際參數(shù)和形式參數(shù)，在被調(diào)用函數(shù)中對形式參數(shù)說明時(shí)可以指定每一維的長度，也可以省略數(shù)組第一維的長度說明，但是絕不能省略第二維以及其他高維的長度說明。因?yàn)閺膶?shí)際參數(shù)傳送過來的是數(shù)組的起始地址，在內(nèi)存中數(shù)組是按行存放的，而并不區(qū)分?jǐn)?shù)組的行和列。如果在形式參數(shù)中不說明列數(shù)，編譯器就無法確定該數(shù)組有幾行幾列。
例4.7：求一個(gè)3×4矩陣中的最大元素。
#include<stdio.h>
max(int array[][4]) {
int i, j, max;
max=array[0][0];
for (i=0; i<3; i++)
for (j=0; j<4; j++)
if (array[i][j]>max) max=array[i][j];
return(max);
}
main() {
int a[3][4]={{1,3,5,7},{2,4,6,8},{15,17,34,12}};
printf("max value is %d\n", max(a));
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
max value is 34
4.4 指針
指針是C語言中的一個(gè)重要概念，指針類型數(shù)據(jù)在C語言程序中的使用十分普遍。正確地使用指針類型數(shù)據(jù)，可以有效地表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，直接處理內(nèi)存地址，而且可以更為有效地使用數(shù)組。
4.4.1 指針與地址
眾所周知，一個(gè)程序的指令、常量和變量等都要存放在機(jī)器的內(nèi)存單元中，而機(jī)器的內(nèi)存是按字節(jié)來劃分存儲單元的。給內(nèi)存中每個(gè)字節(jié)都賦予一個(gè)編號，這就是存儲單元的地址。各個(gè)存儲單元中所存放的數(shù)據(jù)，稱為該存儲單元的內(nèi)容。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行任何一個(gè)程序時(shí)都要涉及許多的尋址操作。所謂尋址，就是按照內(nèi)存單元的地址來訪問該存儲單元中的內(nèi)容，即按地址來讀或?qū)懺搯卧械臄?shù)據(jù)。由于通過地址可以找到所需要的存儲單元，因此可以說地址是指向存儲單元的。
在C語言中為了能夠?qū)崿F(xiàn)直接對內(nèi)存單元進(jìn)行操作，引入了指針類型的數(shù)據(jù)。指針類型數(shù)據(jù)是專門用來確定其他類型數(shù)據(jù)地址的，因此一個(gè)變量的地址就稱為該變量的指針。例如，有一個(gè)整型變量i存放在內(nèi)存單元40H中，則該內(nèi)存單元地址40H就是變量i的指針。如果有一個(gè)變量專門用來存放另一個(gè)變量的地址，則稱之為“指針變量”，例如，如果用另一個(gè)變量ip來存放整型變量i的地址40H，則ip即為一個(gè)指針變量。
變量的指針和指針變量是兩個(gè)不同的概念。變量的指針就是該變量的地址，而一個(gè)指針變量里面存放的內(nèi)容是另一個(gè)變量在內(nèi)存中的地址，擁有這個(gè)地址的變量則稱為該指針變量所指向的變量。每一個(gè)變量都有它自己的指針（即地址），而每一個(gè)指針變量都是指向另一個(gè)變量的。
為了表示指針變量和它所指向的變量之間的關(guān)系，C語言中用符號“*”來表示“指向”。例如，整型變量i的地址40H存放在指針變量ip中，則可用*ip來表示指針變量ip所指向的變量，即*ip也表示變量i，下面兩個(gè)賦值語句：
i=0x50; *ip=0x50;
都是給同一個(gè)變量賦值0x50。圖4.3形象地說明了指針變量ip和它所指向的變量i之間的關(guān)系。
圖4.3 指針變量和它所指向的變量
從圖4.3可以看到，對于同一個(gè)變量i，可以通過變量名i來訪問它，也可以通過指向它的指針變量ip，用*ip來訪問它。前者稱為直接訪問，后者稱為間接訪問。符號“*”稱為指針運(yùn)算符，它只能與指針變量一起聯(lián)用，運(yùn)算的結(jié)果是得到該指針變量所指向的變量的值。
在2.2.5節(jié)中介紹了一個(gè)取地址運(yùn)算符“&”，它可以與一個(gè)變量聯(lián)用，其作用是求取該變量的地址。通過運(yùn)算符“&”可以將一個(gè)變量的地址賦值給一個(gè)指針變量。例如：賦值語句ip=&I；它的作用是取得變量i的地址并賦給指針變量ip。通過這種賦值后即可以說指針變量ip指向了變量i。不要將符號“&”和“*”弄混淆，&i是取變量i的地址，*ip是取指針變量ip所指向的變量的值。
4.4.2 指針變量的定義
指針變量的定義與一般變量的定義類似，其一般形式如下：
數(shù)據(jù)類型 [存儲器類型1]* [存儲器類型2]標(biāo)識符;
其中“標(biāo)識符”是所定義的指針變量名。
“數(shù)據(jù)類型”說明了該指針變量所指向的變量的類型。
“存儲器類型1”和“存儲器類型2”是可選項(xiàng)，它是Keil Cx51編譯器的一種擴(kuò)展，如果帶有“存儲器類型1”選項(xiàng)，指針被定義為基于存儲器的指針，無此選項(xiàng)時(shí)，被定義為一般指針。這兩種指針的區(qū)別在于它們的存儲字節(jié)不同。一般指針在內(nèi)存中占用3個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)存放該指針存儲器類型的編碼（由編譯時(shí)編譯模式的默認(rèn)值確定），第二個(gè)和第三個(gè)字節(jié)分別存放該指針的高位和低位地址偏移量。存儲器類型的編碼值如下：
“存儲器類型2”選項(xiàng)用于指定指針本身的存儲器空間。
一般指針可用于存取任何變量而不必考慮變量在8051單片機(jī)存儲器空間的位置，許多C51庫函數(shù)采用了一般指針，函數(shù)可以利用一般指針來存取位于任何存儲器空間的數(shù)據(jù)。下面是一個(gè)一般指針定義的例子，同時(shí)給出了匯編語言代碼，請注意匯編語言代碼中指針第一個(gè)字節(jié)是存儲器類型編碼值，第二、三字節(jié)是地址偏移量。
例4.8：定義一般指針。
3stmt level source
1 char *c_ptr; /* char ptr */
2 int *i_ptr; /* int ptr */
3 long *l_ptr; /* long ptr */
4
5 void main (void)
6 {
7 1 char data dj; /* data vars */
8 1 int data dk;
9 1 long data dl;
10 1
11 1 char xdata xj; /* xdata vars */
12 1 int xdata xk;
13 1 long xdata xl;
14 1
15 1 char code cj = 9; /* code vars */
16 1 int code ck = 357;
17 1 long code cl = 123456789;
18 1
19 1
20 1 c_ptr = &dj; /* data ptrs */
21 1 i_ptr = &dk;
22 1 l_ptr = &dl;
23 1
24 1 c_ptr = &xj; /* xdata ptrs */
25 1 i_ptr = &xk;
26 1 l_ptr = &xl;
27 1
28 1 c_ptr = &cj; /* code ptrs */
29 1 i_ptr = &ck;
30 1 l_ptr = &cl;
31 1 }
32
ASSEMBLY LISTING OF GENERATED OBJECT CODE
；FUNCTION main (BEGIN)
；SOURCE LINE # 5
；SOURCE LINE # 6
；SOURCE LINE # 20
0000750000 R MOV c_ptr,#00H
0003750000 R MOV c_ptr+01H,#HIGH dj
0006750000 R MOV c_ptr+02H,#LOW dj
；SOURCE LINE # 21
0009750000 R MOV i_ptr,#00H
000C 750000 R MOV i_ptr+01H,#HIGH dk
000F 750000 R MOV i_ptr+02H,#LOW dk
；SOURCE LINE # 22
0012750000 R MOV l_ptr,#00H
0015750000 R MOV l_ptr+01H,#HIGH dl
0018750000 R MOV l_ptr+02H,#LOW dl
；SOURCE LINE # 24
001B 750001 R MOV c_ptr,#01H
001E 750000 R MOV c_ptr+01H,#HIGH xj
0021750000 R MOV c_ptr+02H,#LOW xj
；SOURCE LINE # 25
0024750001 R MOV i_ptr,#01H
0027750000 R MOV i_ptr+01H,#HIGH xk
002A 750000 R MOV i_ptr+02H,#LOW xk
；SOURCE LINE # 26
002D 750001 R MOV l_ptr,#01H
0030750000 R MOV l_ptr+01H,#HIGH xl
0033750000 R MOV l_ptr+02H,#LOW xl
；SOURCE LINE # 28
00367500FF R MOV c_ptr,#0FFH
0039750000 R MOV c_ptr+01H,#HIGH cj
003C 750000 R MOV c_ptr+02H,#LOW cj
；SOURCE LINE # 29
003F 7500FF R MOV i_ptr,#0FFH
0042750000 R MOV i_ptr+01H,#HIGH ck
0045750000 R MOV i_ptr+02H,#LOW ck
；SOURCE LINE # 30
00487500FF R MOV l_ptr,#0FFH
004B 750000 R MOV l_ptr+01H,#HIGH cl
004E 750000 R MOV l_ptr+02H,#LOW cl
；SOURCE LINE # 31
0051 22 RET
；FUNCTION main (END)
上例中一般指針c_ptr、i_ptr、l_ptr全部位于8051單片機(jī)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器中，如果在定義一般指針時(shí)帶有“存儲器類型2”選項(xiàng)，則可指定一般指針本身的存儲器空間位置，例如：
char * xdata strptr; /* 位于xdata空間的一般指針 */ int * data numptr; /* 位于data空間的一般指針 */ long * idata varptr; /* 位于idata空間的一般指針 */
由于一般指針?biāo)笇ο蟮拇鎯ζ骺臻g位置只有在運(yùn)行期間才能確定，編譯器在編譯期間無法優(yōu)化存儲方式，必須生成一般代碼以保證能對任意空間的對象進(jìn)行存取，因此一般指針?biāo)a(chǎn)生的代碼運(yùn)行速度較慢，如果希望加快運(yùn)行速度則應(yīng)采用基于存儲器的指針。基于存儲器的指針?biāo)笇ο缶哂忻鞔_的存儲器空間，長度可為1個(gè)字節(jié)（存儲器類型為IDATA、DATA、PDATA）或2個(gè)字節(jié)（存儲器類型為CODE、XDATA），例如：
char data * str; /* 指向DATA空間char型數(shù)據(jù)的指針 */ int xdata *numtab; /* 指向XDATA空間int型數(shù)據(jù)的指針 */ long code *powtab; /* 指向CODE空間long型數(shù)據(jù)的指針 */
與一般指針類似，若定義時(shí)帶有“存儲器類型2”選項(xiàng)，則可指定基于存儲器的指針本身的存儲器空間位置，例如：
char data * xdata str; int xdata * data numtab; long code * idata powtab;
基于存儲器的指針長度比一般指針短，可以節(jié)省存儲器空間，運(yùn)行速度快，但它所指對象具有確定的存儲器空間，缺乏靈活性。下面是一個(gè)基于存儲器的指針定義例子，其匯編代碼長度明顯小于一般指針。
例4.9：基于存儲器的指針定義。
stmt level source
1 char data *c_ptr; /* memory-specific char ptr */
2 int xdata *i_ptr; /* memory-specific int ptr */
3 long code *l_ptr; /* memory-specific long ptr */
4
5 long code powers_of_ten []=
6 {
7 1L,
8 10L,
9 100L,
10 1000L,
11 10000L,
12 100000L,
13 1000000L,
14 10000000L,
15 100000000L,
16 };
17
18 void main (void) {
19 1 char data strbuf [10];
20 1 int xdata ringbuf [1000];
21 1
22 1 c_ptr = &strbuf [0];
23 1 i_ptr = &ringbuf [0];
24 1 l_ptr = &powers_of_ten [0];
25 1 }
26
ASSEMBLY LISTING OF GENERATED OBJECT CODE
；FUNCTION main (BEGIN)
；SOURCE LINE # 18
；SOURCE LINE # 22
0000750000 R MOV c_ptr,#LOW strbuf
；SOURCE LINE # 23
0003750000 R MOV i_ptr,#HIGH ringbuf
0006750000 R MOV i_ptr+01H,#LOW ringbuf
；SOURCE LINE # 24
0009750000 R MOV l_ptr,#HIGH powers_of_ten
000C 750000 R MOV l_ptr+01H,#LOW powers_of_ten
；SOURCE LINE # 25
000F 22 RET
；FUNCTION main (END)
在一些函數(shù)調(diào)用中進(jìn)行參數(shù)傳遞時(shí)需要采用一般指針，例如，Cx51的庫函數(shù)printf()、sprintf()、gets()等便是如此。當(dāng)傳遞的參數(shù)是基于存儲器的指針時(shí)，若不特別指明，Keil Cx51編譯器會自動將其轉(zhuǎn)換為一般指針，如果被調(diào)用函數(shù)的參數(shù)應(yīng)該為某種較短長度指針，則會產(chǎn)生程序出錯(cuò)，為避免此類錯(cuò)誤，應(yīng)采用#include預(yù)處理器命令將函數(shù)的說明文件包含到C語言源程序中去。
一般指針與基于存儲器的指針轉(zhuǎn)換規(guī)則如下（一般指針用GP表示）。
GP→xdata：使用GP的偏移部分（2字節(jié)）。
GP→code：同上。
GP→idata：使用GP偏移部分的低字節(jié)，高字節(jié)不用。
GP→data：同上。
GP→pdata：同上。
xdata→GP：一般指針的存儲器類型編碼被設(shè)定為0x01，使用xdata *的雙字節(jié)偏移量。
code→GP：一般指針的存儲器類型編碼被設(shè)定為0xFF，使用code *的雙字節(jié)偏移量。
idata→GP：一般指針的存儲器類型編碼被設(shè)定為0x00，指針的一字節(jié)偏移量被轉(zhuǎn)換為unsigned int類型。
data→GP：同上。
pdata→GP：一般指針的存儲器類型編碼被設(shè)定為0xFE，指針的一字節(jié)偏移量被轉(zhuǎn)換為unsigned int類型。
例4.10：指針轉(zhuǎn)換及其所生成的代碼。
stmt level source
1 int *p1; /* 一般指針，3字節(jié) */
2 int xdata *p2; /* xdata指針，2字節(jié) */
3 int idata *p3; /* idata指針，1字節(jié) */
4 int code *p4; /* code指針，2字節(jié) */
5
6 void pconvert (void) {
7 1 p1 = p2; /* xdata指針轉(zhuǎn)換為一般指針 */
8 1 p1 = p3; /* idata指針轉(zhuǎn)換為一般指針 */
9 1 p1 = p4; /* code指針轉(zhuǎn)換為一般指針 */
10 1
11 1 p4 = p1; /* 一般指針轉(zhuǎn)換為code指針 */
12 1 p3 = p1; /* 一般指針轉(zhuǎn)換為idata指針 */
13 1 p2 = p1; /* 一般指針轉(zhuǎn)換為xdata指針 */
14 1
15 1 p2 = p3; /* idata指針轉(zhuǎn)換為xdata指針 (警告錯(cuò)誤) */
16 1 p3 = p4; /* code指針轉(zhuǎn)換為idata指針 (警告錯(cuò)誤) */
17 1 }
18
ASSEMBLY LISTING OF GENERATED OBJECT CODE
；FUNCTION pconvert (BEGIN)
；SOURCE LINE # 6
；SOURCE LINE # 7
0000750001 R MOV p1,#01H
0003850000 R MOV p1+01H,p2
0006850000 R MOV p1+02H,p2+01H
；SOURCE LINE # 8
0009750000 R MOV p1,#00H
000C 750000 R MOV p1+01H,#00H
000F 850000 R MOV p1+02H,p3
；SOURCE LINE # 9
0012 AA00 R MOV R2,p4
0014 A900 R MOV R1,p4+01H
0016 7BFF MOV R3,#0FFH
0018 8B00 R MOV p1,R3
001A 8A00 R MOV p1+01H,R2
001C 8900 R MOV p1+02H,R1
；SOURCE LINE # 11
001E AE02 MOV R6,AR2
0020 AF01 MOV R7,AR1
0022 8E00 R MOV p4,R6
0024 8F00 R MOV p4+01H,R7
；SOURCE LINE # 12
0026 AF01 MOV R7,AR1
0028 8F00 R MOV p3,R7
；SOURCE LINE # 13
002A AE02 MOV R6,AR2
002C 8E00 R MOV p2,R6
002E 8F00 R MOV p2+01H,R7
；SOURCE LINE # 15
0030750000 R MOV p2,#00H
0033 8F00 R MOV p2+01H,R7
；SOURCE LINE # 16
0035850000 R MOV p3,p4+01H
；SOURCE LINE # 17
0038 22 RET
；FUNCTION pconvert (END)
4.4.3 指針變量的引用
指針變量是含有一個(gè)數(shù)據(jù)對象地址的特殊變量，指針變量中只能存放地址。與指針變量有關(guān)的運(yùn)算符有兩個(gè)，它們是取地址運(yùn)算符&和間接訪問運(yùn)算符*。例如：&a為取變量a的地址，* p為指針變量p所指向的變量。
指針變量經(jīng)過定義之后可以像其他基本類型變量一樣引用。例如：
● 變量定義
int i, x, y, *pi, *px, *py;
● 指針賦值
pi=&i; /* 將變量i的地址賦給指針變量pi，使pi指向i */
px=&x; /* px指向x */
py=&y; /* py指向y */
● 指針變量引用
*pi=0; /* 等價(jià)于i=0; */
*pi+=1; /* 等價(jià)于i+=1; */
(*pi)++; /* 等價(jià)于i++; */
指向相同類型數(shù)據(jù)的指針之間可以相互賦值。例如：
px=py;
原來指針px指向x，py指向y，經(jīng)上述賦值之后，px和py都指向y。
例4.11：輸入兩個(gè)整數(shù)x和y，經(jīng)比較后按大小順序輸出。
#include<stdio.h>
main() {
int x, y;
int *p, *p1, *p2;
printf("Input x and y: \n");
scanf("%d %d", &x, &y);
p1=&x; p2=&y;
if(x<y) {
p=p1; p1=p2; p2=p;
}
printf("max=%d, min=%d, \n", *p1, *p2);
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
Input x and y: 4 8 回車 max=8, min=4
這個(gè)程序中定義了三個(gè)指針變量*p、*p1和*p2，它們都指向整型變量。經(jīng)過賦值之后，p1指向x，p2指向y。然后比較變量x和y的大小，若x<y，則將p1和p2交換，使p1指向y，p2指向x；若x>y則不交換。最后的結(jié)果必然使指針p1指向較大的數(shù)，p2指向較小的數(shù)，按順序輸出*p1和*p2的值，就可得到正確的結(jié)果。值得注意的是在程序執(zhí)行過程中，變量x和y的值并未交換，所交換的只是它們的指針。由于指針p、p1和p2都是指向int類型數(shù)據(jù)的指針，故可以相互賦值，實(shí)現(xiàn)指針p1和p2的交換。
4.4.4 指針變量作為函數(shù)的參數(shù)
函數(shù)的參數(shù)不僅可以是整型、實(shí)型、字符型等數(shù)據(jù)，還可以是指針類型的數(shù)據(jù)。指針變量作為函數(shù)的參數(shù)的作用是將一個(gè)變量的地址傳送到另一個(gè)函數(shù)中去，地址傳遞是雙向的，即主調(diào)用函數(shù)不僅可以向被調(diào)用函數(shù)傳遞參數(shù)，而且還可以從被調(diào)用函數(shù)返回其結(jié)果。下面通過一個(gè)例子來進(jìn)行說明。
例4.12：利用指針變量作為函數(shù)的參數(shù)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)元素的相互交換。
#include <stdio.h>
swap(int * pi, int * pj) {
int temp;
temp = * pi;
* pi = * pj;
* pj = temp;
}
main() {
int a,b;
int *pa, *pb;
printf("Please input a and b: \n");
scanf("%d %d", &a, &b);
pa = &a;
pb = &b;
if(a<b) swap(pa, pb);
printf("\n max=%d, min=%d \n", a, b);
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
Please input a and b:
1234 5678 回車
max=5678, min=1234
程序中自定義函數(shù)swap()的功能是交換兩個(gè)變量a和b的值，swap()函數(shù)的兩個(gè)形式參數(shù)p1和p2是指針變量。程序開始執(zhí)行時(shí)，先輸入a和b的值，然后將a和b的地址分別賦給指針變量pa和pb，使pa指向a，pb指向b。接著執(zhí)行if語句，如果a<b則調(diào)用swap()函數(shù)。
注意函數(shù)調(diào)用時(shí)的實(shí)參pa和pb也是指針變量，在調(diào)用開始時(shí)，實(shí)參變量將它的值傳遞給形參變量，采取的仍然是“值傳遞”方式，但這時(shí)傳遞的是指針的值（即地址）。參數(shù)傳遞完成后，形參pi的值為&a，pj的值為&b，即指針變量*pi和*pa都指向了變量a，*pj和*pb都指向了變量b。接著執(zhí)行swap()函數(shù)體，使*pi和*pj的值互換，從而實(shí)現(xiàn)了a和b的值的互換。函數(shù)返回時(shí)，雖然pi和pj被釋放而不再存在，但main()函數(shù)中a和b的值已經(jīng)被交換，因此最后能輸出正確的結(jié)果。
由此可見以指針變量作為函數(shù)的參數(shù)，被調(diào)用函數(shù)在執(zhí)行過程中使指針變量所指向的變量值發(fā)生變化，函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，這些變量值的變化將被保留下來，從而可以實(shí)現(xiàn)“在被調(diào)用函數(shù)中改變變量的值，在主調(diào)用函數(shù)中使用這些被改變了的值”。
如果希望通過函數(shù)調(diào)用得到n個(gè)要改變的值，可以在主調(diào)用函數(shù)中設(shè)置n個(gè)變量，再用n個(gè)指針變量來指向它們，然后將指針變量作為實(shí)參將這n個(gè)變量的地址傳遞給被調(diào)用函數(shù)中的形參，通過形參指針變量來改變這n個(gè)變量的值，被改變了值將被保留下來，最后在主調(diào)用函數(shù)中就可以使用這些被改變了的值。
4.5 數(shù)組的指針
4.5.1 用指針引用數(shù)組元素
在C語言中指針與數(shù)組有著十分密切的關(guān)系，任何能夠用數(shù)組實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算都可以通過指針來完成。例如，定義一個(gè)具有10個(gè)元素的整型數(shù)組可以寫成：
int a[10];
數(shù)組a中各個(gè)元素分別為a[0]，a[1]，…，a[9]。數(shù)組名a表示元素a[0]的地址，而*a則表示a所代表的地址中的內(nèi)容，即a[0]。
如果定義一個(gè)指向整型變量的指針pa并賦以數(shù)組a中第一個(gè)元素a[0]的地址：
int *pa; pa=&a[0];
則可以通過指針pa來操作數(shù)組a了。即可用*pa代表a[0]，*(pa+i)代表a[i]等，也可以使用pa[0]，pa[1]，…，pa[9]的形式。
例4.13：使用指針與數(shù)組的例子——計(jì)算質(zhì)數(shù)。
#include <stdio.h>
#define MAX 20
main() {
int i, j, n, p, r, primes[MAX];
int *pntw, *pntr;
long q;
pntw = primes;
n = 2;
*pntw++ = 2; *pntw++ = 3;
i = 5;
do {
pntr = primes;
do {
p = *pntr++;
q = i / p;
r = i - q * p;
} while( r && i < q*q );
if( r ) {
*pntw++ = i;
n++;
}
i += 2;
} while( n < MAX );
j = 0;
pntr = primes;
for( i=0; i<MAX; ++i ) {
printf("%4d",*pntr++);
if( ++j == 10 ) {
printf("\n");
j = 0;
}
}
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29
31 37 41 43 47 53 59 61 67 71
4.5.2 字符數(shù)組指針
用指針來描述一個(gè)字符數(shù)組是十分方便的。前面已經(jīng)講過，字符串是以字符數(shù)組的形式給出的，并且每個(gè)字符數(shù)組都以轉(zhuǎn)義字符“\0”作為字符串的結(jié)束標(biāo)志。因此在判別一個(gè)字符數(shù)組是否結(jié)束時(shí)，通常不采用計(jì)數(shù)的方法，而是以是否讀到轉(zhuǎn)義字符“\0”來判斷。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以很方便地用指針來處理字符數(shù)組。
例4.14：利用指針將一個(gè)字符數(shù)組中的字符串復(fù)制到另一個(gè)字符數(shù)組中去。
#include<stdio.h>
main() {
char *s1;
char xdata *s2;
char code str[]={"How are you ? "};
s1=str;
s2=0x1000;
while ((*s2=*s1)!='\0') {
s2++; s1++
};
s1=str;
s2=0x1000;
printf("%s\n, %s\n", s1, s2);
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
How are you ?
How are you ?
任何一個(gè)數(shù)組及其數(shù)組元素都可以用一個(gè)指針及其偏移值來表示，但要注意的是，指針是一個(gè)變量，因此像上例中的賦值運(yùn)算s1=str、s2=0x1000等都是合法的；而數(shù)組名是一個(gè)常量，不能像變量那樣進(jìn)行運(yùn)算，即數(shù)組的地址是不能改變的。例如上面程序中的語句：
char code str[]={"How are you ? "};
是將字符串“How are you ?”置到數(shù)組str[]中作為初值，而語句：
s1=str;
則是將數(shù)組str[]的首地址，即指向數(shù)組str的指針賦值給指針變量s1。如果對數(shù)組名進(jìn)行如下的操作：
str=s1; str++;
則都是錯(cuò)誤的。
4.5.3 指針的地址計(jì)算
指針的地址計(jì)算包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。
（1）賦初值
指針變量的初值可以是NULL（0），也可以是變量、數(shù)組、結(jié)構(gòu)以及函數(shù)等的地址。例如：
int a[10], b[10]; float fbuf[100]; char *cptr1=NULL; char *cptr2=&ch; int *iptr1=&a[5]; int *iptr2=b; float *fptr1=fbuf;
（2）指針與整數(shù)的加減
指針可以與一個(gè)整數(shù)或整數(shù)表達(dá)式進(jìn)行加減運(yùn)算，從而獲得該指針當(dāng)前所指位置前面或后面某個(gè)數(shù)據(jù)的地址。假設(shè)p為一個(gè)指針變量，n為一個(gè)整數(shù),則p±n表示離指針p當(dāng)前位置的前面或后面第n個(gè)數(shù)據(jù)的地址。
（3）指針與指針相減
指針與指針相減的結(jié)果為一整數(shù)值，但它并不是地址，而是表示兩個(gè)指針之間的距離或元素的個(gè)數(shù)。注意，這兩個(gè)指針必須指向同一類型的數(shù)據(jù)。
（4）指針與指針的比較
指向同一類型數(shù)據(jù)的兩個(gè)指針可以進(jìn)行比較運(yùn)算，從而獲得兩指針?biāo)傅刂返拇笮￡P(guān)系。
此外，在計(jì)算指針地址的同時(shí)，還可進(jìn)行間接取值運(yùn)算。不過在這種情況下，間接取值的地址應(yīng)該是地址計(jì)算后的結(jié)果，并且還必須注意運(yùn)算符的優(yōu)先級和結(jié)合規(guī)則。設(shè)p1、p2都是指針，對于
a=*p1++;
由于運(yùn)算符*和++具有相同的優(yōu)先級而指針運(yùn)算具有右結(jié)合性，按右結(jié)合規(guī)則，有++、*的運(yùn)算次序，而運(yùn)算符++在p1的后面，因此上述賦值運(yùn)算的過程是首先將指針p1所指的內(nèi)容賦值給變量a，然后p1再指向下一個(gè)數(shù)據(jù)，表明是地址增加而不是內(nèi)容增加。對于
a=*--p1;
與上例相同，按右結(jié)合規(guī)則有--、*的運(yùn)算次序，而運(yùn)算符--在p1的前面，因此首先將p1減去1，即指向前面一個(gè)數(shù)據(jù)，然后再把p1此時(shí)所指的內(nèi)容賦值給變量a。對于
a=(*p2)++;
由于使用括號()使結(jié)合次序變?yōu)?、++，因此首先將p2所指的內(nèi)容賦值給變量a，然后再把p2所指的內(nèi)容加1，表明是內(nèi)容增加而不是地址增加。
例4.15：指針運(yùn)算的例子。
#include <stdio.h>
main() {
char data *p1, *p2, *p3, *px;
char x[]={1,2,3,4};
char px1, px2, px3;
px=p1=p2=p3=x;
px1=*p1++;
p2=p1+2;
px2=*--p2;
px3=(*p3)++;
printf("The start address of ARRAY x[]is %P\n",px);
printf("px1 = %bd, p1 = %P\n",px1, p1);
printf("px2 = %bd, p2 = %P\n",px2, p2);
printf("px3 = %bd, p3 = %P\n",px3, p3);
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
The start address of ARRAY x[]is D:002C
px1=1, p1=D:002D
px2=3, p2=D:002E
px3=1, p3=D:002C
例4.16：兩指針相減——計(jì)算字符串長度的函數(shù)。
#include <stdio.h>
main() {
char *s = "abcdef";
int strlen(char *s);
printf("\n length of '%s' = %d\n",s,strlen(s));
while(1);
}
int strlen(char *s) {
char *p = s;
while( *p != '\0' ) p++;
return( p - s );
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
lenth of 'abcdef' = 6
需要指出的是，指針的運(yùn)算是很有限的，它只能進(jìn)行如上所述的四種運(yùn)算操作，除此之外所有其他的指針運(yùn)算都是非法的。特別強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，不允許對兩個(gè)指針進(jìn)行加、乘、除、移位或屏蔽運(yùn)算，也不允許用float類型數(shù)據(jù)與指針作加減運(yùn)算。
4.6 函數(shù)型指針
函數(shù)不是變量，但它在內(nèi)存中仍然需要占據(jù)一定的存儲空間，如果將函數(shù)的入口地址賦給一個(gè)指針，該指針就是函數(shù)型指針。由于函數(shù)型指針指向的是函數(shù)的入口地址，因此在進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)可用指向函數(shù)的指針代替被調(diào)用的函數(shù)名。在C語言中函數(shù)與變量不同，函數(shù)名不能作為參數(shù)直接傳遞給另一個(gè)函數(shù)。但是利用函數(shù)型指針，可以將函數(shù)作為參數(shù)傳遞給另一個(gè)函數(shù)。此外還可以將函數(shù)型指針放在一個(gè)指針數(shù)組中，則該指針數(shù)組的每一個(gè)元素都是指向某個(gè)函數(shù)的指針。
定義一個(gè)函數(shù)型指針的一般形式為：
數(shù)據(jù)類型 (* 標(biāo)識符)()
其中，“標(biāo)識符”就是所定義的函數(shù)型指針變量名。
“數(shù)據(jù)類型”說明了該指針?biāo)赶虻暮瘮?shù)返回值的類型。例如：
int (* func1)()；
定義了一個(gè)函數(shù)型指針變量func1，它所指向的函數(shù)返回值為整型數(shù)據(jù)。函數(shù)型指針變量是專門用來存放函數(shù)入口地址的，在程序中把哪個(gè)函數(shù)的地址賦給它，它就指向那個(gè)函數(shù)。在程序中可以對一個(gè)函數(shù)型指針多次賦值，該指針可以先后指向不同的函數(shù)。
給函數(shù)型指針賦值的一般形式為：
函數(shù)型指針變量名 = 函數(shù)名
如果有一個(gè)函數(shù)max(x,y)，則可用如下的賦值語句將該函數(shù)的地址賦給函數(shù)型指針func1，使func1指向函數(shù)max：
func1=max;
引入了函數(shù)型指針之后，對于函數(shù)的調(diào)用可以采用兩種方法。例如，程序中要求將函數(shù)max(x,y)的值賦給變量z，可采用如下方法：
z=max(x,y); 或z=(* func1)(x, y);
用這兩種方法實(shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用的結(jié)果是完全一樣的。但需要注意的是，若采用函數(shù)型指針來調(diào)用函數(shù)，必須先對該函數(shù)指針進(jìn)行賦值，使之指向所需調(diào)用的函數(shù)。
函數(shù)型指針通常用來將一個(gè)函數(shù)的地址作為參數(shù)傳遞到另一個(gè)函數(shù)中去。這種方法對于要調(diào)用某個(gè)非固定函數(shù)的場合特別適用。下面通過一個(gè)例子來說明函數(shù)型指針的這種應(yīng)用。
例4.17：函數(shù)型指針作為函數(shù)的參數(shù)。
設(shè)置一個(gè)函數(shù)process()，每次調(diào)用它時(shí)完成不同的功能。輸入兩個(gè)整型數(shù)a和b，第一次調(diào)用時(shí)找出a和b中較大者，第二次調(diào)用時(shí)找出較小者，第三次調(diào)用時(shí)求出a與b的和。
#include <stdio.h>
int max(int x, int y) {
int z;
if (x>y) z=x;
else z=y;
return(z);
}
int min(int x, int y) {
int z;
if (x<y) z=x;
else z=y;
return(z);
}
int add(int x, int y) {
int z;
z=x+y;
return(z);
}
int process(int x, int y,int (*f)()) {
int result;
result=f();
printf("%d\n", result);
}
main() {
int a, b;
printf("Please input a and b: \n");
scanf("%d %d", &a, &b);
printf("max=");
process(a, b, max);
printf("min=");
process(a, b, min);
printf("sum=");
process(a, b, add);
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
Please input a and b:
1234 5678 回車
max=5678
min=1234
sum=6912
本例中的三個(gè)函數(shù)max()、min()和add()分別用來實(shí)現(xiàn)求較大數(shù)、求較小數(shù)和求和的功能。在主函數(shù)main()中第一次調(diào)用process()函數(shù)時(shí)，除了將a和b作為實(shí)參將兩個(gè)數(shù)傳遞給process()的形參x、y之外，還將函數(shù)名max作為實(shí)參將其入口地址傳遞給process()函數(shù)中的形參——指向函數(shù)的指針變量*f。這樣一來，process()函數(shù)中的函數(shù)調(diào)用語句result=f()；就相當(dāng)于result=max(x, y)；因此，執(zhí)行process()函數(shù)即可求出a與b中的較大者。第二次調(diào)用process()函數(shù)時(shí)改用函數(shù)名min作為實(shí)參，第三次調(diào)用process()函數(shù)時(shí)改用函數(shù)名add作為實(shí)參，從而實(shí)現(xiàn)每次調(diào)用process()函數(shù)時(shí)完成不同的功能。
4.7 返回指針型數(shù)據(jù)的函數(shù)
上一節(jié)中介紹了函數(shù)型指針的概念，在使用過程中要注意函數(shù)型指針與返回指針型數(shù)據(jù)的函數(shù)的區(qū)別。在函數(shù)的調(diào)用過程結(jié)束時(shí)，被調(diào)用的函數(shù)可以帶回一個(gè)整型數(shù)據(jù)、字符型數(shù)據(jù)、實(shí)型數(shù)據(jù)等，也可以帶回一個(gè)指針型數(shù)據(jù)，即地址。這種返回指針型數(shù)據(jù)的函數(shù)又稱為指針函數(shù)，它的一般定義形式為：
數(shù)據(jù)類型 * 函數(shù)名（參數(shù)表）;
其中，數(shù)據(jù)類型說明了所定義的指針函數(shù)在返回時(shí)帶回的指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)類型。例如：
int * x(a, b);
定義了一個(gè)指針函數(shù)* x，調(diào)用它以后可以得到一個(gè)指向整型數(shù)據(jù)的指針，即地址。請讀者注意，在指針函數(shù)* x的兩側(cè)沒有括號()，這是與函數(shù)型指針完全不同的，也是容易搞混的，實(shí)際使用時(shí)一定要注意。
例4.18：指針函數(shù)應(yīng)用。
內(nèi)存中存有巡回檢測3個(gè)通道的溫度值（每個(gè)通道有4個(gè)點(diǎn)），要求用戶在輸入通道號以后，能立即輸出該通道所有點(diǎn)的溫度值。
#include<stdio.h>
main() {
float T[3][4]=
{{60.1,70.3,80.5,90.7},{30.0,40.1,50.2,60.3}, {90.0,80.2,70.4,60.6}};
float * search(float (* pointer)[4], int n);
float * p;
int i, m;
printf("Enter the number of chanal: ");
scanf("%d", &m);
printf("\n The temperature of chanal %d are: \n", m);
p=search(T, m);
for (i=0; i<4; i++)
printf("%5.1f ", *(p+i));
while(1);
}
float * search (float (* pointer)[4], int n)
{
float *pt;
pt= * (pointer+n);
return(pt);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
Enter the number of chanal: 2 回車
The temperature of chanal are:
90.0 80.2 70.4 60.6
程序中將巡回檢測得到的某個(gè)通道各點(diǎn)的溫度值存放在一個(gè)二維數(shù)組T[3][4]中，通道號作為數(shù)組的行，各點(diǎn)溫度值作為數(shù)組的列。在輸入通道號時(shí)要注意，通道號是從0算起的。函數(shù)search被定義為指針型函數(shù)，它的形式參數(shù)pointer是指向包含4個(gè)元素的一維數(shù)組的指針變量。pointer+1指向二維數(shù)組T的第0行，而*(pointer+1)則指向第0行第0列元素。
pt是一個(gè)指針變量，它指向?qū)嵭妥兞浚ǘ皇侵赶蛞痪S數(shù)組）。main()函數(shù)調(diào)用search()函數(shù)，將T數(shù)組的首地址傳遞給pointer（注意T是指向數(shù)組行的指針，而不是指向數(shù)組列元素的指針）。m是要查找的通道號。調(diào)用search()函數(shù)后，得到一個(gè)地址（指向第m個(gè)通道第0點(diǎn)溫度值），并將這個(gè)地址賦給變量p。*(p+i)表示該通道第i點(diǎn)的溫度值，從而可將該通道4個(gè)點(diǎn)的溫度值輸出來。讀者可參考圖4.4來加深對這個(gè)例子的理解。
圖4.4 數(shù)組與指針的關(guān)系
4.8 指針數(shù)組與指針型指針
4.8.1 指針數(shù)組
由于指針本身也是一個(gè)變量，因此C語言允許定義指針的數(shù)組，指針數(shù)組適合于用來指向若干個(gè)字符串，使字符串的處理更為方便。指針數(shù)組的定義方法與普通數(shù)組完全相同，一般格式為：
數(shù)據(jù)類型 * 數(shù)組名[數(shù)組長度]
例如：
int * x[2]; /* 指向整型數(shù)據(jù)的2個(gè)指針 */ char * sptr[5]; /* 指向字符型數(shù)據(jù)的5個(gè)指針 */
指針數(shù)組在使用之前往往需要先賦初值，方法與一般數(shù)組賦初值類似。使用指針數(shù)組最典型的場合是通過對字符數(shù)組賦初值而實(shí)現(xiàn)各維長度不一致的多維數(shù)組的定義，下面通過兩個(gè)例子來進(jìn)一步說明指針數(shù)組賦初值的問題。
例4.19：使用指針數(shù)組的例子。
#include<stdio.h>
main() {
int i;
char code *season[4]=
{
"spring", "summer", "fall", "winter"
};
for(i=0; i<4; ++i)
printf("\n%c---%s", *second[i], second[i]);
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
s---spring
s---summer
f---fall
w---winter
這個(gè)例子中在code區(qū)定義了指向char型數(shù)據(jù)的4個(gè)指針，其初值分別為“spring”、“summer”、“fall”和“winter”。它們可用圖4.5直觀地表示。
圖4.5 指針數(shù)組與所賦初值的關(guān)系
從圖4.5中可以看到各個(gè)指針數(shù)組的長度可以不同，實(shí)際的存儲空間分配情況如圖4.6所示，它們是各行首尾相接的連續(xù)區(qū)域，這樣可以更為有效地利用內(nèi)存空間。如果不使用指針數(shù)組而采用二維字符數(shù)組，則該二維數(shù)組各列的長度必須相等，并且要等于最大一列的長度，這樣會造成內(nèi)存空間的浪費(fèi)。
圖4.6 指針數(shù)組的初值在內(nèi)存中的存放格式
例4.20：指針數(shù)組的應(yīng)用。
日期轉(zhuǎn)換程序，輸入年份和天數(shù)，輸出這一天所在的月份及該月天數(shù)。
#include<stdio.h>
char code daytab[2][13]=
{
{0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31},
{0,31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}
};
char * mname(int n) {
char code *mn[]=
{
"illegal month", "January", "February",
"March", "April", "May", "June",
"July", "August", "September",
"October", "Novenmber", "December"
};
return((n<1||n>12)? mn[0]: mn[n]);
}
monthday(int y, int yd) {
int i, leap;
leap=y%4==0&&y%100!=0||y%400==0;
for(i=1; yd>daytab[leap][i]; i++)
yd-=daytab[leap][i];
printf("%s, %d\n", mname(i), yd);
}
main() {
int year, yearday;
printf("Input year and yearday: \n");
scanf("%d, %d", &year, &yearday);
monthday(year, yearday);
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
Input year and yearday:
1996, 60 回車
February, 29
這個(gè)程序由三個(gè)函數(shù)組成：主函數(shù)main()、求月份名函數(shù)mname()和求月天數(shù)函數(shù)monthday()。在主函數(shù)main()中輸入年份year和天數(shù)yearday，然后調(diào)用求月天數(shù)函數(shù)將該年的這一天轉(zhuǎn)換為該年的某月某日。
求月天數(shù)函數(shù)monthday()中定義了一張每月的天數(shù)表。由于二月的天數(shù)因閏年和平年而不同，因此將天數(shù)表設(shè)計(jì)為二維數(shù)組，用變量leap來判別輸入的年份是否為閏年，閏年leap為1，平年leap為0。for語句的作用是控制當(dāng)輸入天數(shù)大于每月的天數(shù)時(shí)，用輸入的天數(shù)減去該月的天數(shù)，并使月數(shù)i+1，再進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，直到天數(shù)不大于第i月的天數(shù)時(shí)，退出循環(huán)。此時(shí)的i值即為所求的月數(shù)，而天數(shù)則為該月的天數(shù)。例如，在程序執(zhí)行中，輸入1996，60，經(jīng)過上述轉(zhuǎn)換得到i=2，yd=29，即1996年的第60天為2月29日。
求月份名函數(shù)mname()的作用是將由函數(shù)monthday() 所求得的月數(shù)能用相應(yīng)的月份名來表示。即要求對于給出的月份數(shù)n，能返回一個(gè)指向n月名字符串的指針。函數(shù)中定義了一個(gè)指針數(shù)組mn并給它賦了初值，mn中共有13個(gè)元素，它們都是指針，指向字符類型數(shù)據(jù)，其初值分別是字符串“illegal month”、“January”、…、“December”的首地址。函數(shù)monthday()調(diào)用mname(i)后，返回一個(gè)指向第i月的月名字符串指針mn[i]，然后用格式“%s”輸出，就能得到該指針?biāo)赶虻脑旅址?/p>
如果一個(gè)指針數(shù)組中的元素都是函數(shù)指針，則稱之為函數(shù)指針數(shù)組。利用函數(shù)指針數(shù)組可以很方便地實(shí)現(xiàn)散轉(zhuǎn)處理。在設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，鍵盤管理程序是整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控程序的一個(gè)重要組成部分。為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)不同按鍵的功能，通常是根據(jù)不同的鍵值進(jìn)行散轉(zhuǎn)。下面是一個(gè)鍵值散轉(zhuǎn)處理的例子，根據(jù)從鍵盤輸入不同的數(shù)字鍵進(jìn)行不同的處理。
例4.21：鍵值散轉(zhuǎn)處理。
#include <stdio.h>
void Key_0() {
/* "0" 鍵處理 */
}
void Key_1() {
/* "1" 鍵處理 */
}
void Key_2() {
/* "2" 鍵處理 */
}
/* k3, k4, ... 其他鍵處理 */
/* 函數(shù)指針數(shù)組定義 */
code void (code * KeyProcTab[])()= {Key_0, Key_1, Key_2/*k2,...,k9 */ };
void main() {
unsigned char key,num;
while(1){
scanf ("%c", &key); /* 等待按鍵 */
num=key-0x30; /* 計(jì)算鍵值 */
(*KeyProcTab[num])(); /* 按鍵值散轉(zhuǎn) */
}
}
4.8.2 指針型指針
在掌握了指針數(shù)組的基礎(chǔ)上，再來介紹一種指針型的指針，這種指針?biāo)赶虻氖橇硪粋€(gè)指針變量的地址，故有時(shí)也稱之為多級指針。從前面的圖4.5中可以看到，指針數(shù)組season中的每一個(gè)元素都是一個(gè)指針型數(shù)據(jù)。既然season是一個(gè)數(shù)組，那么它的每一個(gè)元素都有相應(yīng)的地址，而數(shù)組名season則代表了該指針數(shù)組的首地址。因此我們可以定義一個(gè)指向指針數(shù)組中元素的指針變量，這就是指向指針型數(shù)據(jù)的指針變量，即指針型指針變量。
定義一個(gè)指針型指針變量的一般形式為：
數(shù)據(jù)類型 ** 標(biāo)識符
其中，“標(biāo)識符”就是所定義的指針型指針變量名，而“數(shù)據(jù)類型”則說明一個(gè)被指針型指針?biāo)赶虻闹羔樧兞克赶虻淖兞繑?shù)據(jù)類型。
例4.22：指針型指針變量的應(yīng)用。
#include<stdio.h>
main() {
int x, *p, ** q;
x=10;
p=&x;
q=&p;
printf("%d\n:, x);
printf("%d\n:, * p);
printf("%d\n:, ** q);
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
10
10
10
本例程序中定義了一個(gè)指向整型數(shù)據(jù)的指針變量p，又定義了一個(gè)指向整型數(shù)據(jù)的指針型指針q。經(jīng)過賦值之后，指針p指向整型變量x，而指針型指針q則指向指針變量p。換句話說，在q中存放的是p的地址，在p中存放的是x的地址，在x中存放的才是整型數(shù)據(jù)10。若要將這個(gè)整型數(shù)據(jù)的值輸出，可以通過變量名x直接輸出：
printf("%d\n:, x);
這種方法稱為直接取值。也可以先通過指針變量p找到變量x的地址，然后再從這個(gè)地址中將整型數(shù)據(jù)的值輸出：
printf("%d\n:, * p);
這種方法稱為單重間接取值。還可以通過指針型指針變量q先找到指針p的地址，再通過指針p找到x的地址，最后從x的地址中將整型數(shù)據(jù)的值輸出：
printf("%d\n:, ** q);
這種方法稱為多重間接取值。從程序的執(zhí)行結(jié)果可以看到，這三種方法得到的結(jié)果是完全一樣的。由此可知，一個(gè)指針型指針是一種間接取值的形式，而且這種間接取值的方式還可以進(jìn)一步延伸，故可以將這種多重間接取值的形式看成為一個(gè)指針鏈。
指針型指針常用來作為指向指針數(shù)組的指針變量。例如：
int * x[5]; int ** y;
其中，第一條語句定義了一個(gè)指向整型數(shù)據(jù)的指針數(shù)組x[5]，它由5個(gè)元素組成，各個(gè)元素x[0]，x[1]，…，x[4]均為指針變量，它們都指向整型數(shù)據(jù)；第二條語句定義了一個(gè)指針型指針y。如果經(jīng)過如下賦值：
y=x;
則y就成了指向指針數(shù)組x的多級指針了。
例4.23：使用指針型指針的例子。
#include<stdio.h>
main() {
char i;
char ** j;
char *season[4]=
{
"spring", "summer", "fall", "winter"
};
for(i=0; i<4; ++i) {
j=season+i;
printf("\n%c---%s", *season[i], *j);
}
while(1);
}
程序執(zhí)行結(jié)果：
s---spring
s---summer
f---fall
w---winter
這個(gè)程序的執(zhí)行結(jié)果與例4.19程序是完全一樣的。在這個(gè)程序中先定義了一個(gè)指針數(shù)組season，并給它賦以字符串初值。在指針數(shù)組season中有4個(gè)元素，它們分別指向4個(gè)字符串的首地址。程序中還定義了一個(gè)指針型指針j，并進(jìn)行了賦值：
j=season+i;
當(dāng)i為0時(shí)，*j為season[0]的值，即第一個(gè)字符串的首地址，用字符串格式“%s”輸出*j就可以得到第一個(gè)字符串，以后循環(huán)i為1、2、3時(shí)，j分別為j[1]、j[2]和j[3]，用“%s”輸出即可依次得到各個(gè)字符串。
4.8.3 抽象型指針
ANSI新標(biāo)準(zhǔn)增加了一種“void *”指針類型，這是一種抽象型指針，即可以定義一個(gè)指針變量，但不指定該指針是指向哪一種類型數(shù)據(jù)的。對于這種抽象型指針在給另一個(gè)指針變量賦值時(shí)，需要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，使之適合于被賦值的變量的類型。例如：
char *p1; void *p2; p1=(char *)p2;
當(dāng)然也可以用(void *)p1將p1的地址轉(zhuǎn)換成void *類型之后賦值給p2：
p2=(void *)p1;
函數(shù)也可以定義為void *類型，例如：
void * fun(x, y)
表示函數(shù)fun返回的是一個(gè)地址，它指向“空類型”。
抽象型指針可以用來在每個(gè)存儲區(qū)內(nèi)訪問任意絕對地址，或者用來產(chǎn)生絕對調(diào)用。下面是一個(gè)使用Keil Cx51編譯器對抽象型指針形成匯編碼的例子，讀者可以從這個(gè)例子中進(jìn)一步了解如何正確使用這種抽象類型的指針。
例4.24：抽象指針的使用。
stmt level source
1 char xdata * px;
2 char idata * pi;
3 char code * pc;
4 char c;
5 int i;
6 void main(void){
7 1 pc=(void *) main;
8 1 pi=(char idata *)&i;
9 1 pi=(char idata *)px;
10 1 pc=(char code *)0x7788;
11 1
12 1 i=((int (code *)(void))0xff00)(); /* LCALL 0FF00H */
13 1 c=*((char code *)0x8000); /* char [code[0x8000]]*/
14 1 c+=*((char xdata *)0xff00); /* char [xdata[0xFF00]]*/
15 1 c+=*((char idata *)240); /* char [idata[0xF0]]*/
16 1 c+=*((char pdata *)240); /* char [pdata[0xF0]]*/
17 1
18 1 i=*((int code *)0x1200); /* int from code[0x1200]*/
19 1 px=*((char xdata *xdata *)0x4000);/* x-ptr from xdata[0x4000]*/
20 1 px=((char xdata *xdata *)0x4000)[0];/* same as before */
21 1 px=((char xdata*xdata*)0x4000)[1];/*x-ptr from xdata[0x4002]*/
22 1 }
23
24
ASSEMBLY LISTING OF GENERATED OBJECT CODE
；FUNCTION main (BEGIN)
；SOURCE LINE # 6
；SOURCE LINE # 7
0000750000 R MOV pc,#HIGH main
0003750000 R MOV pc+01H,#LOW main
；SOURCE LINE # 8
0006750000 R MOV pi,#LOW i
；SOURCE LINE # 9
0009850000 R MOV pi,px+01H
；SOURCE LINE # 10
000C 750077 R MOV pc,#077H
000F 750088 R MOV pc+01H,#088H
；SOURCE LINE # 12
0012 12FF00 LCALL 0FF00H
0015 8E00 R MOV i,R6
0017 8F00 R MOV i+01H,R7
；SOURCE LINE # 13
0019908000 MOV DPTR,#08000H
001C E4 CLR A
001D 93 MOVC A,@A+DPTR
001E F500 R MOV c,A
；SOURCE LINE # 14
0020 90FF00 MOV DPTR,#0FF00H
0023 E0 MOVX A,@DPTR
00242500 R ADD A,c
0026 F500 R MOV c,A
；SOURCE LINE # 15
0028 78F0 MOV R0,#0F0H
002A E6 MOV A,@R0
002B 2500 R ADD A,c
002D F500 R MOV c,A
；SOURCE LINE # 16
002F E2 MOVX A,@R0
00302500 R ADD A,c
0032 F500 R MOV c,A
；SOURCE LINE # 18
0034901200 MOV DPTR,#01200H
0037 E4 CLR A
0038 93 MOVC A,@A+DPTR
0039 F500 R MOV i,A
003B 7401 MOV A,#01H
003D 93 MOVC A,@A+DPTR
003E F500 R MOV i+01H,A
；SOURCE LINE # 19
0040904000 MOV DPTR,#04000H
0043 E0 MOVX A,@DPTR
0044 FE MOV R6,A
0045 A3 INC DPTR
0046 E0 MOVX A,@DPTR
0047 8E00 R MOV px,R6
0049 F500 R MOV px+01H,A
；SOURCE LINE # 20
004B 8E00 R MOV px,R6
004D F500 R MOV px+01H,A
；SOURCE LINE # 21
004F A3 INC DPTR
0050 E0 MOVX A,@DPTR
0051 FE MOV R6,A
0052 A3 INC DPTR
0053 E0 MOVX A,@DPTR
0054 8E00 R MOV px,R6
0056 F500 R MOV px+01H,A
；SOURCE LINE # 22
0058 22 RET
；FUNCTION main (END)
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