C语言指针 C语言指针教学方法

C语言指针教学方法

关键词：C语言；
指针；
程序调试；
内存分配；
教学方 法 一、引言 C语言具有高效、灵活、功能丰富和较强移植性等优点， 是近年广泛使用的编程语言，是高校理工科学生的必修课程。

C语言是计算机、电子工程、通信工程等理工学科重要的基 础课程，是学生学习程序设计的入门课程，是后继《数据结 构》《单片机原理与应用》基础课程。但很多学生认为C语 言中的指针抽象、灵活，不好理解，更谈不上编程应用，老 师也找不到好的办法让学生听明白、理解清楚。针对上述问 题，提出理论讲解、程序调试与内存分配相结合的教学方法。

用内存分配具体化、可视化讲解指针，以便学生理解、掌握 和应用指针。

二、指针教学方法 在C语言中，要理解指针，必须理解内存、内存地址、 内存变量、变量类型等基本概念。内存也称作内存储器，由 半导体器件制成，是CPU能直接寻址的存储空间，作用是暂时存放程序和数据。内存地址是内存储器中存储单元的编号， 由于存储器中存储单元数量众多，为了便于查找，需要给每 个存储单元赋予一个存储器地址。内存变量简称变量，是内 存中存储数据的位置名称，在这个存储位置中存放的数据在 操作期间通过这个变量名称进行读和写。变量和内存是两个 不同的概念，C语言是通过变量查找内存地址并在该内存进 行读写数据，而不是直接对变量进行读写，变量有名字和数 据类型。所有变量都具有数据类型，数据类型决定怎样将数 据存储到内存中，各种数据类型需要的内存大小是固定的。

C语言中数据类型分为基本类型、构造类型、指针类型和空 类型Void，基本类型又分为整型、字符型等。通过实例程序 1来说明，实例程序1的调试图如图1所示.结合实例程序1和 程序调试图1进行分析，语句“inti，j，m，n；
”申明四个 整型变量i、j、m和n。变量i关联到内存起始地址0x0012ff7c， 变量j关联到内存起始地址0x0012ff78；
整型变量i和j的内 存大小都为4个字节，说明相同数据类型的变量分配固定大 小的内存空间；
0x0012ff7c比0x0012ff78大4个字节，刚好 是整型变量j分配的4个字节，说明变量i和j分配了连续的内 存空间，变量i和j是否分配连续内存空间是由运行环境决定 的；
语句“i=1；
”的作用是通过变量名i查找到内存起始地 址0x0012ff7c，写数据1到从起始地址为0x0012ff7c的连续4 个字节中。在C语言中，指针是一种类型，也就是前面提到 的指针类型，就像C语言中普通的整型、字符类型一样，只不过指针类型描述了一个地址，这个地址指向另一个变量分 配的内存地址。简言之，指针是指向另一个变量地址的地址 变量。指针声明的一般形式为：基类型*指针变量名，其中， “*”是声明指针类型标识，“基类型”是C语言中一个有效 的数据类型，是指定“指针变量名”所指向的数据类型。例 如，语句：int*point；
，声明了一个指向整型数据的指针 类型变量point。指针变量是一种特殊的变量，该变量存储 的值是一个普通变量的地址，声明指针变量时，就像普通变 量一样要分配存储空间，该指针变量也有地址。用实例程序 2进行分析说明在图2中调试窗口的右边可以发现变量i的起 始地址是0x0012ff7c，i的值为6，指针变量p的起始地址是 0x0012ff78，p的值是0x0012ff7c，0x0012ff7c正是i的起始 地址。程序调试图不能直观表示指针结构，用内存分配图直 观表示调试结果，如图3所示。图3清楚地显示整型变量i和 指针变量p，i和p的首地址分别是0x0012ff7c和0x0012ff78， 它们的值分别是6和0x0012ff7c，i和p的地址和值都是通过 程序调试图2得到的，是真实的。从图中可以发现指针变量 和普通整型变量一样都有分配地址和值，只不过指针变量p 的值是一个地址值0x0012ff7c，而i的值是一个普通的整型 值6，这正是指针类型变量与普通类型变量的区别。从图中 还可以发现指针变量p的值0x0012ff7c正是整型变量i的起 始地址，这就说明指针p指向了整型变量i。

三、在定义和使用指针时应注意的问题1.定义指针变量时必须指定基类型。从指针的定义可以 知道，指针变量的基类型就指定指针只能指向特定的数据类 型，数据类型确定内存分配的内存空间。指定基类型的指针 变量指向一块确定大小的内存空间，内存空间的起始地址赋 值给了指针变量。在以后的指针使用中经常会用到“使指针 移动1个位置”或“使指针值加1”等语句，这个1代表什么 呢？如果指针指向一个整型变量，那么“使指针移动1个位 置”意味着移动4个字节，“使指针加1”意味着使地址值加 4个字节。如果指针指向一个字符型变量，增加的不是4而是 1。必须指定指针变量所指向的变量类型。2.指针使用前必 须初始化。语句“inta；
”申明了一个整型变量a，给变量a 分配了4个字节的内存空间（假定是32位寻址空间），那么 变量a有没有值呢？有一个不确定的值。如果语句改为 “inta=3；
”，它即申明了一个整型变量a，同样分配内存 并且给a赋初值3，3是一个确定的值。不管变量a是否赋初值， 接着使用变量a都不影响程序的运行。但指针变量就不一样， 必须为指针变量赋初值，否则程序就可能出现运行错误。例 如语句“int*pt；
”，只申明了一个指针变量pt，为变量pt 分配了内存空间，pt的值同样是一个不确定的值，如果下一 条语句是“*pt=5”，即把pt指向的内存空间的值修改成5。

因为pt的值是一个不确定的值，它可能指向内存的任何地方， 如果指向系统内存区，系统会保护系统内存区，不允许编写 的程序修改它，那么系统就会出现运行错误。怎么办呢？必须为指针变量赋初值，把语句“int*pt；
”修改成“inti=2；

int*pt=&i；
”即把i的地址赋初值给指针变量；
如果不想pt 指向任何地方，可以用语句“int*pt=NULL”，它表示申明 指针变量pt，pt不指向任何地方，需要指向某个地方时再为 它赋值，这样就不会出现运行错误。3.不能用整数给指针变 量赋初值。如int*pt=1000，这是错误的。认为可以将1000 作为地址值赋初值给指针变量pt，但编译系统并不把1000作 为地址，而认为是整数，因此语法是错误的。综上所述，通 过程序实例和程序调试简洁而清楚地阐述内存、内存地址、 内存变量、变量类型等基本概念以及指针类型、指针所指向 的类型、指针本身所占据的内存区和指针的值等指针基本概 念。提出理论讲解、程序调试与内存分配相结合的教学方法， 将抽象概念的指针具体化、可视化，在教学实践过程中得到 学生好评。

参考文献：
[1]汪繁荣，刘洋，陈辉，钱金良.《C语言程序设计》 课程教学改革探[J].教育教学论坛，2016 [2]卫军超，薛鹏鹏.C语言程序设计教学改革浅析[J]. 信息与电脑，2016