第二十一章 指针 三 实例演练与提高 　 21.1 简单变量、数组、指针 21.2 小王成绩管理系统V2.0 的问题 ? 21.2.1 软件升级历史 21.3 指针的最常用用法 ? 21.3.1 分配内存 ? 21.3.2 访问指针指向的内存 21.4 小王成绩管理系统 V3.0 21.5 字符串指针 ? 21.5.1 为字符串分配指定大小的空间 ? 21.5.2 字符串常用函数 ??? 21.5.2.1 字符串比较 ??? 21.5.2.2 字符串复制 21.6 指针数组 ? 21.6.1 什么叫“指针数组”？ ? 21.6.2 指针数组实例一 ? 21.6.3 指针数组实例二 ? 21.6.4 字符串指针数组? 　 21.1 简单变量、数组、指针 学习的知识点越来越多了…… 刚开始会觉得很兴奋啊，学得越多越好嘛。可慢慢的就会感到压力了，各种知识点在头脑里混在一起，每个都变得模糊了。 其实，每个知识点都有它存在，或出现的理由，只要我们多做对比，就会发现学习的知识点越多，反倒越容易理解每个知识点本质。 比如说，简单变量、数组、指针，三者都是C++中用于表达数据的工具，但在表达能力上，又各有不同。 如果用建筑上的房间来比喻： 　 简单变量是一间房屋。优点是占用空间少，建筑时间短，缺点是一间房子只适于住一个人； 数组是房间数固定的一排房子，每个房子里头同样只住一人，但由于它有多间，所以适于多人居住，优点是可以统一管理多人，缺点一来是占用空间大，二来房间数一旦确定，就不能改变了。先头盖了10间，如果如果来了11个人，就有一人住不下，如果来了9个人，就有一间浪费。 指针呢……它不是实际房子，而是设计纸上的房子。因此，它首先有一个特点：如果你想让指针存储数据，那一定得先为它分配内存。这就像光有一张设计蓝图是解决不了四代同堂的问题的，重要的是你还得根据这张蓝图，去找块地皮盖好房子。指针的优点是可以临时决定要盖多少间房子。 下面我们回顾一个例子，以理解三者的不同用处。 　 21.2 小王成绩管理系统V2.0的问题 先回顾一下该程序的升级过程，今天我们将对它做出两种不同方向的改进。 21.2.1 软件升级历史 V1.0 : 本版成绩管理系统实现让计算机自动统计6个班级的成绩总分和平均分。 V2.0 : 经过改进，本版可以实现多达5000个学生的成绩进行求总分和平均分，并且可以支持用户输入序号，查询任意一个学生的成绩！ 　 在第一版，小王正在学习“循环流程”。通过在每次循环中，让用户输入一个成绩，然后保存在一个简单变量里，并累加到另一个简单变量，最终计算出总分和平均分。 第二版，由于段长要求不仅可以统计5000个学员的成绩，而且应实现成绩查询功能，这就要求程序必须同时记下5000个学生成绩。小王先是想用5000个简单变量来记下成绩——这显然太不实际了，后来学到数组，用数组轻松解决了这个问题，因为数组正是为“同时存储多个相同类型的变量”这一问题来设计的。 然而，第二版存在的不足也是显然易见的。那就是，它固定只能处理最多5000个学员的成绩。假想，这个软件要推广到全市300个学校，每个学校的学生总数都是不一样的，更惨的是每一年，一个学校的学生个数总是会有变化。难道就让我们的王老师时不时地改它的程序？ 在没有指针时，惟一办法就是，浪费一点，比如定义数组元素个数为1万。目的是宁可浪费一点，也尽量不要出现不够的情况。显然，本办法只能算是一个无奈之举。难道就没有一个办法，即可以适应某个山区小学只有30名学员也情况，又可以轻松对付某大学高达2万名学员的情况？ 　 锣声响起，锵锵锵……指针出场了。 　 指针是如何完成这一历史使命？带着问题，我们来学习下面的内容。 我们会在学习新内容之中，同时有选择地做一些旧知识点的复习工作。但如果你仍看不懂下面的一些代码，那得全面复习前两章的指针内容；或者，如果你连for都有些陌生，那你得重温一下小王成绩管理系统的前两个版本。 　 21.3 指针的最常用用法 21.3.1 分配内存 如何为指针分配和释放内存，上一章的内容中讲到了C++独用的new/delete、new[] / delete[] 和 C 使用的malloc, realloc/ free 方法。如果你忘了，请先复习。我们这里使用C++的方法演练。 　 new 只能为我们分配一个简单变量的内存，就是说new只盖了一间房子。new [] 才能为我们盖出一排的房子。 　 例子： int* p; //定义一个整型指针 　 p = new [10];? //new [] 为我们分配出10个int大小的内存。（盖了10间房，每间住一个整数) 　 21.3.2 访问指针指向的内存 前面：p = new [10]； 为我们分配了10个int，那么，我们该如何设置和访问这10个整数的值呢？ 这一点完全和数组一致，我们来看数组是如何操作： 　 int a[10]; //以数组方式来定义10个int 　 //让第1个整数的值为100： a[0] = 100; //让第2个整数的值为80： a[1] = 80; 　 指针的操作方式如下： 　 int* p = new int[10]; //定义1个整型指针，并为它分配出10个int的空间 　 //让第1个整数的值为100： p[0] = 100; //让第2个整数的值为80： p[1] = 80; 　 对比以上两段代码，你可以发现，对指针分配出的元素操作，完全和对数组的元素操作一致。不过，指针还有另一种对其元素的操作方法： 　 int* p = new int[10]; //定义1个整型指针，并为它分配出10个int的空间 　 //让第1个整数的值为100： *（p+0） = 100; //让第2个整数的值为80： *（p+1） = 80; 　 请大家自己对比，并理解。如果觉得困难，请复习第19章关于*的用法，和指针偏移部分的内容。 　 21.4 小王成绩管理系统 V3.0 　 3.0 版的最重要的改进就是：用户可以事先指定本校的学生总数。 　 请仔细看好。 　 //定义一个指针,用于存入未知个数学生的成绩： int* pCj; 　 //总成绩，平均成绩： int zcj=0, pjcj; 　 //首先，要求用户输入本校学生总数: int xszs; //学生总数 cout << "请输入本校学生总数:"; cin >> xszs; 　 //万一有调皮用户输入不合法的总数，我们就不处理 if (xszs <= 0) { ??? cout << "喂，你想耍我啊？竟然输入一个是0或负数的学生总数.我不干了！" << endl; ??? return -1; //退出 } 　 pCj = new int[xszs]; //仍然可以用我们熟悉的循环来实现输入： for(int i=0; i < xszs; i++)? { ?? cout << "请输入第" << i+1 << "学员的成绩:"; ?? cin >> pCj[i];????? //输入数组中第i个元素 ?? ?? //不断累加总成绩： ?? zcj += pCj[i];??????????? } 　 //平均成绩： pjcj = zcj / xszs; 　 //输出： cout << "总成绩：" << zcj << endl; cout << "平均成绩：" << pjcj << endl; 　 //下面实现查询： int i; 　 do { ?? cout << "请输入您要查询的学生次序号(1 ~ " << xszs << "):" ; ?? cin >> i; 　 ?? if( i >= 1 && i <= xszs) ?? { ????? cout << cj[i-1] << endl; //问：为什么索引是 i-1，而不是 i ？ ?? } ?? else if( i != 0) ?? { ????? cout << "您的输入有误！" << endl; ?? } } while(i != 0);? //用户输入数字0，表示结束。 　 //最后，要释放刚才分配出的内存： delete [] pCj; ...... 　 请大家现在就动手，实现小王成绩管理3.0版。这是本章的第一个重点。通过该程序，你应该可以记住什么叫“动态分配内存”。 　 21.5 字符串指针 21.5.1 为字符串分配指定大小的空间 　 有必要的话，你应复习一下第16章之第6节：字符数组。 　 假设有个老外叫 "Mike"，以前我们用字符数组来保存，需要指定是5个字符大小的数组： 　 char name[5] = "Mike"; 　 "Mike"长4个字符，为什么要5个字符的空间来保存？ 这是因为计算机还需要为字符串最后多保存一个零字符：'\0'。用来表示字符串结束了。 　 在学了指针以后，我们可以用字符串指针来表达一个人的姓名： 　 char* pname = "Mike"; 　 此时，由系统自动为pname 分配5个字符的位置，并初始化为 "Mike"。 最后一个位置仍然是零字符：‘\0’。 　 采用字符串的好处，同样前面所说的，可以在程序中临时决定它的大小（长度）。 比如： 　 char* pname; pname = new char[9]; //临时分配9个字符的大小。 　 除了要记得额外为字符串的结束符'\0'分配一个位置以外，字符串指针并没有和其它指定有太多的不同。 　 既然讲到字符串，我们就顺带讲几个常用的字符串操作函数 　 21.5.2 字符串常用函数 　 字符串操作函数的声明都包含在该头文件： <string.h> 　 21.5.2.1 字符串比较 　 int strcmp(const char *s1, const char *s2); 　 比较s1 和 s2 两个字符串，返回看哪个字符串比较大。对于字母，该比较区分大小写 返回值： ? < 0?? ： s1 < s2; ??? 0?? :? s1 == s2; ? > 0?? :? s1 > s2; 　 int strcmpi(const char *s1, const char *s2); 该函数类似于上一函数，只是对于字母，它不区分大小写，比如它认为'A'和'a' 是相等的。 　 要说两个字符串相等不相等，还好理解，比如： "Borland" 和 "Borlanb" 显然不相等。不过，字符串之间还有大小之分吗？ 对于字母，采用ASCII值来一个个比较。谁先出现一个ASCII值比较大的字母，谁就是大者。比如："ABCD" 比 "AACD"大。 如果一直相等，但有长短不一，那就长的大。比如：“ABCD” 比 “ABC”。 记住了，由于在ASCII表里，小写字母比大写字母靠后，所以小写的反倒比大写的大。比如："aBCD"比"ABCD"大啊。 　 我这里写个例子，看如何比较字符串： 　 #include <string.h>? #include <iostream.h> ... 　 int reu = strcmp ("ABCD", "AACD"); 　 if (reu > 0) ?? cout << "没错， ABCD > AACD" << endl; else ?? cout << "搞错了吧？" << endl; 　 请大家照此例，分别比较 "ABCD" 和 "ABC" 、 "aBCD" 和 "ABCD"。 如果你对如何用C++ Builder 建立一个控制台下的工程，请复习第二章第3节。 　 前面说的是英文字母，对于汉字字符串的比较，大小是如何确定的呢？ 对于常用汉字，Windows按其拼音进行排序，比如“啊”是最小的，排在最前面，而“坐”之类的，则比较大，排在后面。 对于非常用的汉字，则按笔划来排序。有关常用不常的划分，是国家管的事，我们就不多说了。 　 我一直在网上叫“南郁”，大家可以拿你的名字和我做一下 strcmp，看看谁的名字比较大。（友情提醒：名字大没有什么好处，相反，名字大了，在各种场合里，一般是排名靠后的……） 21.5.2.2 字符串复制 　 char *strcpy(char *dest, const char *src); 　 该函数用于将字符串 src的内容，复制给 字符串dest。 注意，一定要保证 dest有足够的空间。 该函数最后返回dest. 　 比如: char name1[10]; char* name2 = "张三"; 　 strcpy (name1, name2); 　 现在name1 的内容也是“张三”。 　 21.6 指针数组 学过数组，指针，二者结合起来，指什么？ 21.6.1 什么叫“指针数组”？ 一个数组用来存放整型数，我们就叫它 整型数组或整数数组； 一个数组用来存入字符，就叫字符数组； 同样，一个数组用来存入指针，那就叫指针数组。 　 比如： int* p; 这只是一个指针. 而 int* p[10]; 这是一个数组，里头存放了10个指针。 　 请大家区分： int* p = new int[10]; 和 int* pa[10]; 前者，是一个指针，并且该指针分配了10个元素的空间。 而后者，则是一个指针数组，用于存放10个指针(pa[0],pa[1]...pa[9]都是指针)，这10个指针都可以分配10个元素（也可以不是10个，比如是8个或11个）。 　 仍然以建筑来比喻： 　 int* p = new int[10]; p 是 一张（是的一张而已）图纸，new int[10] 是 我们根据它建了10间房子。 　 int* pa[10]; pa[10] 是10张图纸。至于这10图纸上各准备建多少间房子，我们暂未定下。 　 我们可以通过一个循环，来为pa[10]中的每个指针分配8个元素的空间。 for (int i=0; i < 10; ++i) { ?? pa[i] = new int [8]; //为每个指针都分配8个int元素空间。 } 　 21.6.2 指针数组实例一 　 请打CB,并新建一个控制台工程（记得在出现的对话框中选中“C++选项”）。 然后输入以下代码（部分代码是CB自动生成的，你不必加入）： 　 //--------------------------------------------------------------------------- #pragma argsused int main(int argc, char* argv[]) { ?? //定义一个指针数组，可以存放10个int 型指针 ?? int *p[10]; 　 ?? //循环，为每个指针各分配空间。 ?? for(int i=0; i<10; ++i) ?? { ????? p[i] = new int [5];?? //分配5个元素的空间 ????? ????? //然后为当前指针中每个元素赋值： ????? for (int j = 0; j<5; ++j) ???????? p[i][j] =? j; ?? } ?? ? ? //输出每个指针中每个元素（用了两个“每”，所以需要两层循环） ? for(int i=0; i<10; ++i) ? { ????? for (int j = 0; j<5; ++j) ???????? cout << p[i][j] << ","; ???? cout << endl; ???? } 　 ? //重要！！！最后也要分别释放每个指针 ? for(int i=0; i<10; ++i) ??? delete [] p[i]; 　 ? system("Pause"); ? return 0; ?? } //--------------------------------------------------------------------------- 　 本例的输出为：  　 21.6.3 指针数组实例二 本例对上例做一些小小改动： 　 //--------------------------------------------------------------------------- #pragma argsused int main(int argc, char* argv[]) { ?? //定义一个指针数组，可以存放10个int 型指针 ?? int *p[10]; 　 ?? //循环，为每个指针各分配空间。 ?? for(int i=0; i<10; ++i) ?? { ????? p[i] = new int [i+1];?? //分配i+1个元素的空间 ????? ????? //然后为当前指针中每个元素赋值： ????? for (int j = 0; j<i+1; ++j) ???????? p[i][j] = j; ?? } //输出每个指针中每个元素 ? for(int i=0; i<10; ++i) ? { ????? for (int j = 0; j<i+1; ++j) ???????? cout << p[i][j] << ","; ???? cout << endl; ???? } 　 ? //重要！！！最后也要分别释放每个指针 ? for(int i=0; i<10; ++i) ??? delete [] p[i]; 　 ? system("Pause"); ? return 0; ?? } //--------------------------------------------------------------------------- 　 本例的输出为：  　 21.6.4 字符串指针数组 假设我们想在程序中加入某个班级的花名册。让我们来想想如何实现。 由于一个人名由多个字符组成，所以人名就是一个数组。而全班人名，就是数组的数组，因此可以用二维数组来实现。 假设本班只有3个学员，每个学员的人名最长不超过4个汉字,每个汉字占2个字符，加上最后1个固定的结束符，共9个字符来表示一个人名。 　 char names[3][9] = { ?? {"郭靖"}, ?? {"李小龙"}, ?? {"施瓦辛格"}, }; 　 这是个不错的解决方案。惟一稍有一点不足的是，我们为每个学员分配长9个字符，其实像1号郭靖，他只需5个字符就足矣。但我们使用“二维数组”的方案无法为不同长度的姓名分配不同的空间。 　 这时候，就可以用字符串指针数组了！“锵锵锵”，我们让字符串指针数组的方案出场。 　 char* names[3] = { ?? {"郭靖"}, ?? {"李小龙"}, ?? {"施瓦辛格"}, }; 　 变化并不多，但是学杂费空间的问题却得到了解决。更为美妙的是，就算现在新来一位大侠叫“无敌鸳鸯腿”，我们也可以从容处理： char* names[4] = { ?? {"郭靖"}, ?? {"李小龙"}, ?? {"施瓦辛格"}, ?? {"无敌鸳鸯腿"}, }; 　 接下来，我们来对“小王成绩管理V2.0”系统做另一种改进。 　 此次改进并不要求可以动态输入学校学生的总数。相反，作来一种“定制版”，我们希望专门为某个学校加入花名册功能,希望在录入成绩时，可以增加显示该学生的姓名。 假设这个学校叫“精武文武学校”，并暂定本期学员也只有上述那4位。 　 "精武馆定制版的小王成绩管理系统"如何实现？呵，我不写了，大家写吧。题目条件就是上面的黑体部分。最终录入界面应类似于：  　 快点开始做吧，把你的作业发在BBS里，让我评评你的成绩是多少 :))))