指針教學實踐

劉井蓮 趙衛績 馬春華

（綏化學院 黑龍江綏化 152061）

一、序言

指針是C語言的一個重要概念，在C語言的教學中，能否正確理解和使用指針是衡量學生是否掌握C語言程序設計的一個重要標志，也影響學生在后續課程《數據結構》和《C++程序設計》等課程的學習。每一個學習C語言的人，如果不會指針，就沒有真正掌握C語言。但對于初學者來說，指針概念不易于理解，不易掌握。因此關于C語言指針的教學方法及相關教學研究得到了較多關注[1~3]，并提出了很多好的教學方法。基于此，針對我院C語言學習情況，結合多年C語言教學經驗，在深入探討C語言中循環和函數核心知識點問題的基礎上[4~5]，從指針的教學的導入、指針概念運算初始化幾個方面對C語言指針進行了分析和探討，并結合與數組和函數的關系進行了深入的研究分析，使學生很快進入到C語言程序設計中來，為數據結構、C++等后續課程的的學習奠定了堅實的基礎。

二、導入

在前面學習中，數據分為常量和變量，變量的值是可以改變的，而常量是一個具體的值。那么變量在內存中是如何存儲的、如何讀取的呢？如果在程序中定義了一個變量，例如int a；在對程序編譯時，系統會在內存中為變量a分配4個字節的內存空間。內存區每個字節都有一個編號，這就是地址。而系統是通過地址找到對應的變量單元，例如在C語言中為變量a輸入值，代碼是：scanf（“%d”，&a），“&”是取地址符號，處理過程是在“int a；”之后系統已經自動為這個變量分配了4個字節的存儲空間，當為變量a輸入具體值，首先在內存中找到變量a的地址，然后將輸入的值存到到該地址對應的存儲單元中。打個比方，地址是教室的具體位置，而變量名是教室編號，變量值是教室中學生。由于通過地址可以找到所需存儲單元，可以說地址指向對應變量，因此C語言中，地址形象化地稱為指針。知道存放地址的變量是指針變量，導入到下一節“初識指針變量”。

三、初識指針變量

（一）認識地址符號“&”

介紹指針變量之前，首先需要理解楚下變量、變量值和變量的地址之間的關系，下面以實例1來認識地址符號“&”，弄清變量、變量值和變量的地址三者之間的關系。

實例1：

#include

int main()

{int i=13;

printf("i=%d&i=%d ",i,&i);return 0;}輸出結果：

i=13&i=1245052

通過輸出結果，可以看出“&”是取地址符號。

（二）指針變量性質

變量有三個要素：變量名、變量值、變量的地址。指針變量也是變量，那么也有三要素，即變量名、變量值和變量的地址。以實例2說明如下。

實例2：

輸出結果：

i=13&i=1245052

p=1245052&p=1245048

通過實例2，可以看出指針變量名為p的值是1245052，由于p是指針變量，存儲的是i的地址，因此變量i的地址就是p的值，有&i=1245052。p是指針變量也是變量，也有地址，地址是1245048。

（三）指針變量存儲

指針變量在內存中占4個字節，與指向的變量的數據類型無關。下面以實例3說明如下。

實例3：輸出結果：

size of c=1 size of i=4

size of p1=4 size of p2=4

通過實例3說明，指針變量p1和p2雖然指向不同數據類型的變量，但p1和p2在內存中占的存儲空間都是4個字節。通過多次實驗，定義多個指針變量，指向多個存儲空間，得到結論都是指針變量所占存儲空間是4個字節，讀者也可以自己進行測試。

（四）“*”運算符

訪問內存中的數據有兩種方式：直接訪問和間接訪問。直接訪問就是通過變量來實現，變量是內存中的某一塊存儲區域的名稱，這種訪問方式比較簡單，也較常用；間接訪問就是通過指針來實現[6]，下面通過實例4來說明間接訪問方式。

實例4：

代碼“i=4;”是對變量i的直接訪問，代碼“int*p=&i;”是聲明一個指針變量，使指針變量p指向整型變量i，代碼“*p=6;”是對變量i的間接訪問，將指針變量p所指向的變量賦值為6，因此第一次輸出i值，結果為4，第二次輸出i值，結果為6。

四、指針的相關問題探討

在認識了指針變量后，提到C語言教材中指針的前面章節中介紹了兩個重要知識點“數組和函數”，對于數組和函數與指針有很多聯系，引入“函數與指針”和“數組與指針”。

（一）函數與指針

普通變量可以作為函數參數，指針變量也是變量，當然也可以作為函數參數，具體用法見實例5。

實例5：

輸出結果：

i=5&i=1245052

p=1245052*p=5&p=1244972

這種方式還是“值傳遞”，只不過實參的值是變量的地址而已。而在函數中改變的不是實參的值（即地址，這種改變也影響不到實參），而是實參地址所指向的變量的值。通過這個實例，可以看出實參是 &i（值為1245052），傳遞給形參 p（值為1245052），而形參p是內存中的另一個變量，地址為1244972。

如果在fun函數中增加一條語句 *p=6；是對變量i的間接訪問，將i的值修改為6，而如果增加 int j=9；p=&j；*p=10； 先修改p的值，p保存的是變量j的地址，*p是對j的間接訪問，將j修改為10，因為p保存的已經不是變量i的地址了，所以與i無關了。

為了更好地強化指針變量作為函數，下面再以一個典型實例分析，見實例6。

實例6：

輸出結果：

第一次交換后：i=3 j=4

第二次交換后：i=4 j=3

通過實驗結果我們可以發現，在第一次交換，主函數通過調用swap1函數，將變量i，j的值傳遞給了形參p，q。在swap函數中的交換的是p和q的值，p和q值交換后，并不能將交換后值傳給i和j，即普通變量作為形參，實參值傳給形參，但形參值不能傳給實參；在第二次交換，主函數通過調用swap2函數，將變量i，j的地址傳遞給了形參p，q。swap2函數中的*p和*q是對i，j的間接訪問，*p和*q表示的是p和q所指向的變量，由于i和j的地址值是p和q，p和q所指向的變量則是i和j，在swap2函數中交換p和q所指向變量的值，即就是交換i和j的值，因此在調用swap2函數后，實現了交換i和j的值。

（二）數組與指針

通過指針變量可指向一個簡單變量，而數組元素可當作簡單變量使用，因此指針變量也可指向數組元素，因為數組是存儲在一片連續的內存區中，當指針指向某個數組元素后，可通過向前或向后移動指針訪問數組中的其它元素。數組是由多個數組元素組成的，一個數組元素的首地址是第一個元素的地址。指針變量可以指向變量，當然可以指向數組元素。

從前面的學習者，知道數組在內存中是連續存放的，例如int a[10]，表示10個同種數據類型的變量，即數組元素：a[0]~a[9]，那么每個元素的地址則為：&a[0]...&a[9]，數組元素的地址也可以記作 a，a+1，...，a+9，即 a 與 &a[0]等價，表示第一個數組元素a[0]地址。由于指針變量值為地址，因此，可以定義指針變量，用來指向數組元素。

例如定義：int*p;則p=a；

則表示數組元素a[i]可以使用指針法：*(a+i)或*(p+i)，從這個關系雖然可以說*(a+i)等價于*(p+i)，但值得注意的是a和p并不等價，數組名可以說是常量指針，而p是變量指針，對于a，不可以使用“a++”，即數組名不能加加運算，a的值不能改變，而p是變量指針，因此可以進行“p++”操作，如果有int*p;p=a;則p++;p的值為a+1。數組名是存儲地址的常量指針，因此數組名不能進行自加自減等運算，而指針變量是變量，其值可以發生變化，可以進行相應的自加自減等運算。

數組除了一維數組之外，常還有二維數組和多維數組，由于多維數組比較復雜，較難理解，也不常用，暫不做介紹。

五、總結

指針是C語言的核心知識點，是C語言的精髓，正確理解和使用指針對C語言的學習至關重要。本文在教學實踐中，從指針的導入、指針概念的理解以及指針涉及的相關難點問題三方面進行探討，層層深入、承上啟下，順序安排合理，便于學生全面理解指針的概念和用法，真正提高了學生C語言的編程能力。

[1]裴新鳳.如何正確地使用C語言的指針[J].西北民族學院學報，1999，20(6)：41-43.

[2]高閣.C語言指針教學的研究與探討[J].機電產品開發與創新，2010,23(1)：185-187.

[3]梅維安.C語言中指針教學方法 [J].陰山學刊，2009，23(4)：93:95.

[4]劉井蓮，樊守芳，尚曉麗，包向輝，王志國.C語言函數教學實踐[J].通化師范學院學報，2011(8)：58-60.

[5]趙衛績，劉井蓮.實例教學法在C語言循環教學中的應用[J].通化師范學院學報.2012(10)：50-51.

[6]國家863中部軟件孵化器.C語言從入門到精通[M].人民郵電出版社，2010：236-237.