（高职)单元8　“考试系统”的优化ppt课件.pptx

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1、PPT单元8“考试系统”的优化主讲教师：赵彦“考试系统”的优化解决问题接下来，我们就带着问题出发，揭开指针的神奇面纱，让指针为你所用，优化“考试系统”。地址与指针a5int a = 5;内容存储空间37814052地址指针变量的引用指针就是地址，而指针变量就是用来存放地址的变量。如何定义指针变量？类型名 * 指针变量名;int *p1,*p2;double *pt1,*pt2;指针变量的初始化和赋值用变量的地址对指针变量进行初始化，但必须注意，该变量的类型必须和指针变量的类型相同。指针变量的初始化和赋值也可以用一个指针变量的值给另一个指针变量赋值，但它们必须具有相同的数据类型。指针变量的初始化

2、和赋值#include int main(int argc, char *argv)int a = 10;int b = 100;int *point_1 = &a;int *point_2 = &b;printf(a = %d,b = %dn,a,b);printf(a = %d,b = %dn,*point_1,*point_2); return 0;引用指针变量的方法（1）给指针变量赋值point_1 = &a;引用指针变量的方法（2）引用指针变量指向的变量printf(a = %d,b = %dn,*point_1,*point_2);引用指针变量的方法（3）引用指针变量的值print

3、f(point_1 = %on,point_1);数据交换实例8.2输入两个整数a和b，使a中存放两者最小值，b中存放两者最大值，并输出a和b，要求通过指针实现。数据交换解题思路：定义a，b，使用指针变量完成数据的输入，当a b时，使用指针交换变量a、b中存放的数据。指针变量的初始化和赋值#include int main(int argc, char *argv)int a;int b;int *point_1 = &a;int *point_2 = &b;int temp;scanf(a = %d,b = %d,point_1,point_2);if(*point_1 *point_2)t

4、emp = *point_1;*point_1 = *point_2;*point_2 = temp;printf(a = %d,b = %dn,*point_1,*point_2); return 0;函数的参数不仅可以是整型、浮点型、字符型数据，还可以是指针类型。指针变量作为函数参数其作用是将一个变量的地址传递给被调用函数，由被调函数的形参指针变量接收，使形参指针变量指向实参指针变量指向的变量。指针变量作为函数参数即实参与形参共同指向同一片内存空间，此时，形参指向的存储空间中的数据改变，实参指向的存储空间内的数据也同时改变。这种传递方式为地址传递。指针变量作为函数参数数据交换实例8.3输入

5、两个整数a和b，使a中存放两者最小值，b中存放两者最大值，并输出a和b，要求用指针作为函数参数实现。数据交换解题思路：定义swap函数，形参point_1、point_2为指针变量，其作用是根据*point_1、*point_2的值的情况决定是否交换*point_1、*point_2的值。int main(int argc, char *argv)int a;int b;scanf(a = %d,b = %d,&a,&b);swap(&a,&b);printf(a = %d,b = %dn,a,b); return 0;指针变量的初始化和赋值指针变量的初始化和赋值void swap(int *

6、point_1,int *point_2)int temp;if(*point_1 *point_2)temp = *point_1;*point_1 = *point_2;*point_2 = temp;swap(&a,&b);printf(a = %d,b = %dn,a,b);思考void swap(int *point_1,int *point_2)int *temp;if(*point_1 *point_2)*temp = *point_1;*point_1 = *point_2;*point_2 = *temp;swap(&a,&b);printf(a = %d,b = %dn,a

7、,b);思考void swap(int point_1,int point_2)int temp;if(point_1 point_2)temp = point_1;point_1 = point_2;point_2 = temp;swap(a,b);printf(a = %d,b = %dn,a,b);数组元素的指针数组的指针就是指数组的首地址，数组元素的指针就是数组元素的地址。数组元素的指针有如下定义：int a5=1,3,5,7,9;int *p = a;引用数组元素的三种方式下标法数组名法 1 3 5 7 9a0a1a2a3a4*a*(a+1)*(a+2)*(a+3)*(a+4)指针变

8、量法*(p)*(p+1)*(p+2)*(p+3)*(p+4)在引用数组元素时指针的运算（1）如果指针变量p指向数组中的任一元素，则p+1指向同一数组中的下一个元素，p-1指向同一数组中的上一个元素。p指针可以执行+、-操作，如果p原来指向a0，执行p+，p指针指向下一个元素a1。在引用数组元素时指针的运算（2）如果p的初始值为&a0，即数组a的首地址，那么p+i就是ai的地址，即a+i。这里需要注意的是，a是数组的首地址，那么第i个元素的地址为a+i，即&ai。在引用数组元素时指针的运算（3）如果p指向数组a的首地址，ai表示数组a中第i个元素，*(p+i)与*(a+i)是数组a第i个元素，即

9、ai。在引用数组元素时指针的运算（4）如果指针变量p1和p2都指向同一个数组a，其中p1 = a+1，p2 = a+3，那么p2-p1表示p2所指元素与p1所指元素之间差两个元素，即他们所指向元素的相对距离。但是p1+p2是毫无意义的。指针引用数组元素实例8.4对于整型数组a，首先为该数组赋值，并顺次输出数组中的全部元素。指针引用数组元素解题思路：分别使用下标法、数组名法、指针变量法引用数组中的元素。3种方法的比较下标法和数组名法执行效率相同。C语言编译器是将ai转换为*(a+i)处理，即先计算元素地址，再获取数据。因此用下标法和数组名法找数组元素费时较多。3种方法的比较指针变量法比下标法和数

10、组名法快。指针变量直接指向元素，不必每次都重新计算地址，像p+这样的自加操作比较快。这种有规律地改变地址值（p+）能大大提高执行效率。3种方法的比较用下标法比较直观，能直接知道是第几个元素。用数组名法或指针变量法不直观，难以很快地判断出当前处理的是哪一个元素。数组名作为函数参数使用数组名做函数实参时，向形参传递的是数组首元素的地址。数组名作为函数参数实例8.5用选择法对数组中10个整数按从小到大排序。数组名作为函数参数解题思路：第七单元学习了选择排序法，该题目将使用指针完成选择排序法求解。选择排序int main(int argc, char *argv)int aN = 23,34,-1,2

11、,6,78,-54,20,18,-15;printf(排序前:n);display(a);sort(a);printf(排序前:n);display(a);return 0;void display(int *a)选择排序int main(int argc, char *argv)int aN = 23,34,-1,2,6,78,-54,20,18,-15;printf(排序前:n);display(a);sort(a);printf(排序前:n);display(a);return 0;void sort(int *a)指针引用数组元素为了便于理解，sort函数的形参为指针变量，该变量接收实

12、参数组的首地址，此时形参指针变量a与实参数组a，指向同一片存储空间。用指针引用数组中的元素，完成选择排序。多维数组的首地址是这片连续存储空间的起始地址，它既可以用数组名表示，也可以用数组中第一个元素的地址表示。（1）多维数组元素的地址int s34=0,2,4,6, 1,3,5,7, 9,10,11,12;表示形式含义地址s二维数组名，数组首地址，0行首地址&s00s0,*(s+0),*s第0行第0列元素地址&s00s+1,&s1第1行首地址&s10s1,*(s+1)第1行第0列元素地址&s10s1+2,*(s+1)+2,&s12第1行第2列元素地址&s12*(s1+2),*(*(s+1)+2

13、),s12第1行第2列元素的值 （1）多维数组元素的地址可以使用指针变量指向多维数组的元素。（2）多维数组元素的指针变量实例8.6使用指针变量指向一个34的二维数组，要求使用指针变量输出二维数组各元素的值。（2）多维数组元素的指针变量解题思路：二维数组的元素在内存中按照行序放，即第0行的元素顺序存储完毕后，存储第1行的全部元素，以此类推。因此可以使用一级指针访问数组中的各元素。（2）多维数组元素的指针变量#include int main(int argc, char *argv)int a34= 0,2,4,6, 1,3,5,7, 9,10,11,12;int *p;for(p = a0;p

14、 a0 + 12;p+)printf(%4d,*p);if(p - a0 + 1) % 4 = 0)printf(n);数组指针：指向由m个元素组成的一维数组的指针变量数据类型 (*p)m;（2）多维数组元素的指针变量由于小括号的优先级别最高，因此要首先计算小括号，所以指定变量p首先是一个指针变量，其次它指向一个长度为m的一维数组，P为二级指针。这就是数组指针的定义方式。（2）多维数组元素的指针变量int s34int (*p)4;p=s;p指向s数组，p+的值为s+1，它只能对行进行操作，不能对行中的某个元素进行操作，可以使用*(*(p+i)+j)访问第i行第j列的数据。（2）多维数组元素的

15、指针变量一维数组的地址可以作为函数参数，多维数组的地址也可作函数参数。在用指针变量作形参以接受实参数组名传递来的地址时，有两种方法：用指向变量的指针变量和用指向一维数组的指针变量（实例8.6）。（3）用指向多维数组的指针作为函数参数实例8.7改写我们的成绩单。5个学生参加5门课程的期末考试，分数如下所示：double s55=78,82,93,74,65,91,82,72,76,67,100,90,85,72,98,67,89,90,65,78,77,88, 99,45,89;（2）多维数组元素的指针变量求解要求：（1）求出每个学生的平均分。（2）求出每门课程的总分。（3）求出每门课程的最高分

16、，以及该分数是哪个学生取得的成绩，打印出该学生的学号。（2）多维数组元素的指针变量（1）打印成绩单的函数名为：displaySheet；（2）求每个学生的平均分的函数名为：studentAVG；（3）求每门课程总分的函数名为：courseSUM；（2）多维数组元素的指针变量（4）求每门课程的最高分以及该分数对应的学生的学号的函数名为：courseMaxScore；（5）注意各个函数参数的类型，以及函数的返回值的类型。（2）多维数组元素的指针变量解题思路：第七单元已经通过数组名作为函数参数传参完成了题目要求。下面将通过指针求解我们的成绩单问题。（2）多维数组元素的指针变量在main函数中，当二维

17、数组名作为实参时，形参往往使用数组指针接收实参，此时形参与实参指向同一片存储空间，*(*(s+i)+j)表示sij的值。（2）多维数组元素的指针变量字符串的引用方式（1）用字符数组存放字符串char string = I am a student.;printf(%sn,string);字符串的引用方式（2）用指针变量指向一个字符串常量char *string = I am a student.;printf(%sn,string);字符串的引用方式（2）用指针变量指向一个字符串常量char *string;string = I am a student.;printf(%sn,string)

18、;字符串指针作为函数参数将一个字符串从一个函数传递到另一个函数，不但可以用字符数组名作为参数传参，还可以用字符指针变量作为参数传参。此时形参与实参共用一片存储空间，在被调函数中改变字符串的内容，主调函数中的字符串同时改变。字符串指针作为函数参数实例8.8求出I am ZhaoYan. What is your name?字符串的长度。字符串指针作为函数参数解题思路：定义一个函数str_len用来实现求字符串长度的功能，在主调函数中调用此函数，函数的形参和实参可以分别用字符数组名或字符指针变量。字符串指针作为函数参数#include int str_len(char *str)int len;f

19、or(len=0;strlen;len+);return len;int main(int argc, char *argv)char str = I am ZhaoYan. What is your name?;int len = str_len(str);printf(%s的长度是：%dn,str,len);return 0;使用字符指针变量和字符数组的比较字符数组由若干个元素组成，每个元素中放一个字符，而字符指针变量中存放的是地址（字符串第1个字符的地址），决不是将字符串放到字符指针变量中。使用字符指针变量和字符数组的比较赋值方式不同。可以对字符指针变量赋值，但不能对数组名赋值。使用字符

20、指针变量和字符数组的比较初始化方式不同。数组可以在定义时进行整体初始化，但是不允许整体赋值；而字符指针变量既可以使用字符型常量初始化，也可以用字符型常量进行赋值。使用字符指针变量和字符数组的比较运算方式不同。指针变量的值允许改变，如果定义了指针变量s，则s可以进行+,-运算。使用字符指针变量和字符数组的比较char *string=I am a student.;string=string+7;printf(%sn,string); 使用字符指针变量和字符数组的比较指针变量string的值可以改变，输出字符串时从string当前所指向的字符开始输出直到遇到0结束。而字符数组名是地址常量，不允许

21、进行+,-等运算。使用字符指针变量和字符数组的比较char string=I am a student.;string=string+7;printf(%sn,string); 一个函数包括一系列的指令，在内存中占据一片存储单元，它有一个起始地址，即函数的入口地址，通过这个地址可以找到该函数，这个地址就称为函数的指针。也可以定义一个指针变量，使它的值等于函数的入口地址，那么通过这个指针变量也能调用此函数，这个指针变量称为指向函数的指针变量。 什么是函数指针类型名 (*指针变量名)(函数参数列表);例如“int (*p)(int,int);”，这里的“类型名”是指函数返回值的类型。定义指向函数的

22、指针变量，并不意味着这个指针变量可以指向任何函数，它只能指向在定义时指定的类型的函数。如“int (*p)(int,int);”表示指针变量p只能指向函数返回值为整型且有两个整型参数的函数。什么是函数指针实例8.9用指向函数的指针变量调用int arrAdd (int arr,int n)函数，求二维数组中全部元素之和。 用函数指针变量调用函数解题思路：对于N行M列的二维数组，定义指向函数的指针，调用函数求解二维数组各元素之和。 用函数指针变量调用函数#include #define N 3#define M 4int arrAdd (int arr,int n) int i;int sum

23、= 0;for(i = 0;i n;i+)sum +=arri;return sum;int main(int argc, char *argv)int aNM = 1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23;int * p,total1,total2;int (*pt)(int *,int); pt = arrAdd;p = a0;total1 = arrAdd(p,N*M);total2 = (*pt)(p,N*M);printf (total1=%dntotal2=%dn,total1,total2);return 0;程序中分别用函数名和指向函数的指针变量来调用函数a

24、rrAdd。从运行结果可以看到两种方法的结果是相同的。请注意：在用指针变量调用函数之前，应先将函数入口地址赋给指针变量，以便建立指针变量与函数的对应关系。 用函数指针变量调用函数类型名 (*指针变量名)(函数参数列表);int (*pt)(int *,int);该变量pt首先是指针变量，其次是指向函数的指针变量，所以该指针变量为函数指针。定义和使用指向函数指针变量int (*pt)(int *,int);int (*pt)(int *,int);int (*pt)(int *,int);int (*pt)(int *,int);int (*pt)(int *,int);详细解释定义了指向函数的

25、指针变量，并不意味着这个指针变量可以指向任何函数，它只能指向在定义时指定的类型的函数。int (*pt)(int *,int);表示指针变量pt只能指向函数返回值为整型且有两个整型参数的函数，且第一个参数为整型指针。详细解释如果要用指针调用函数，必须先使指针变量指向该函数。如：pt = arrAdd;详细解释用函数指针变量调用函数时，只需将(*pt)代替函数名即可，其中pt为函数指针，在(*pt)之后的括号中根据需要写上实参。total2 = (*pt)(p,N*M);表示调用由pt指向的函数，实参为数组首地址p和数组元素个数N*M，得到的函数值赋值给total2。详细解释对函数指针进行“+”

26、、“-”等算数毫无意义。用函数名调用函数，只能调用一个函数，而通过函数指针调用函数比较灵活，可以根据不同情况调用不同的函数。实例8.10定义长度为12的double数组，数组存储数据如下：double a=1.5,3.8,5.6,7.8,91.6,1.61,13.3,15.0,17.5,19.9,21.7,23.0;函数指针案例讲解编写函数实现下面的功能。（1）求数组全部的元素值之和；（2）求数组元素中的最大值；（3）求下标为奇数的数组元素之和；（4）求各元素的平均值。函数指针案例讲解解题思路：分别设计4个函数实现上述4个功能，使4个函数具有相同的返回值类型、参数个数、参数顺序和参数类型，唯一

27、不同的就是函数的名字和函数的具体实现，这样就可以使用唯一个函数指针先后调用这4个函数实现题目要求。函数指针案例讲解arr_add(double arr,int n)odd_add(double arr,int n)arr_ave(double arr,int n)arr_max(double arr,int n)#include #define N 12double arr_add(double arr,int n) double arr_max(double arr,int n)double odd_add(double *p, int n) double arr_ave(double *p

28、,int n) 一个函数在被调用之后可以带回一个值返回到主调函数，这个值可以是整型、实型、字符型等类型，同样，也可以带回一个指针类型的数据。指针作为函数返回值实例8.11编写一个名为str_chr的函数，它的作用是在一个长串中找到指定字符第一次出现的位置，返回该字符的地址。实例讲解解题思路char *str_chr (char *str,char ch) while(*str != 0 & *str !=ch)str+;return (*str = 0) ? 0 : str;pt = str_chr (line,ch);一个数组，若其元素均为指针类型数据，称为指针数组，也就是说，指针数组中的每

29、一个元素都存放一个地址，相当于一个指针变量。一维指针数组的一般形式为：指针数组类型名 *变量名数组长度;int *p4;指针数组类型名 *变量名数组长度;可以定义字符型指针数组，让数组中的指针指向若干个字符串，增加字符串处理的灵活性，提高字符串处理的效率。用户可以定义长度不等的若干字符串，使用指针数组进行处理。相对于定义二维字符数组存储字符串而言，可以节省大量内存单元。指针数组实例8.12将若干字符串按字母顺序（由小到大）输出。实例讲解解题思路：定义一个指针数组，用各字符串对它进行初始化，然后用选择法排序，但不是移动字符串，而是改变指针数组的各元素的指向。实例讲解char *name=Foll

30、ow me, BASIC, Great Wall, Computer design;print(name);sort(name);print(name);指针数组hardwaremain函数的参数参数个数传参内容int main (int argc, char * argv)software动态内存分配函数函数原型返回功能说明void *malloc(unsigned int size);成功：返回所开辟空间首地址失败：返回空指针向系统申请size字节的堆存储空间void *calloc(unsigned int num, unsigned int size);成功：返回所开辟空间首地址失败：

31、返回空指针按类型申请num个size大小的堆空间void free(void *p);无返回值释放p指向的堆空间void *realloc(void *p,unsigned int size);成功：返回新开辟空间首地址失败：返回空指针将p指向堆空间变为size大小详细说明（1）viod *p是说明p是void *类型指针，声明其基类型是未确定的类型，可以用强制转换的方法将其转换为任何别的类型。例如double *pd = NULL;pd = (double *)calloc(10,sizeof(double);详细说明（2）使用sizeof的目的是用来计算一种类型的占有的字节数，以便适合不同

32、的编译器。详细说明（3）由于动态分配不一定成功，为此要附加一段异常处理程序，不致程序运行停止，使用户不知所措。通常采用这样的异常处理程序段：if(p = NULL)printf(No enough memry!n);exit(1);实例讲解实例8.13动态生成数组空间，存储学生成绩，求平均成绩。解题思路：使用malloc函数动态生成数组空间，定义一级指针变量p指向该空间，向动态数组中输入学生成绩，计算平均成绩，最后释放数组空间。实例讲解#define STUDENT_NUM 3int main(int argc, char *argv)double *p=NULL;double sum=0.0

33、;int i;p=(double *)malloc(STUDENT_NUM*sizeof(double); if(!p)printf(Memory request failed!n);exit(1);printf(请输入学生的成绩：);for(i=0;iSTUDENT_NUM;i+)scanf(%lf,p+i);sum+=*(p+i);printf(平均成绩是：%.2lfn,sum/STUDENT_NUM);free(p); return 0;void指针类型C99允许使用基类型为void的指针类型，可以定义一个基类型为void的指针变量，即void *变量名，它不指向任何类型的数据。指向vo

34、id类型不是指向“任何类型”的数据，而是“指向空类型”或“指向不确定类型”的数据。将void指针类型赋值给其他类型指针时，系统会对它进行强制类型转换，使之适合于赋值的变量。void指针类型p=(double *)malloc(STUDENT_NUM*sizeof(double);例如实例8-13中，使用malloc函数的返回值为void指针类型，将该数据赋值给double类型的指针变量p，就需要进行强制类型转换，将其转换为double类型的指针，即（double *），然后再赋值。即可让p指针指向这片动态开辟的存储空间了。输入10个整数，将其中最小的数与第一个数对换，把最大的数与最后一个数对换

35、。要求，用指针实现。流程如下：（1）输入10个数；（2）进行数据处理；（3）输出10个数。接收任务解题思路：首先完成数据的输入，然后找到10个数中最小的数与序列中的第一个数交换，然后找到最大的数与序列中最后一个数交换。接收任务分析任务1、完成数组的定义。2、数组名作为函数参数传参，使用指针作为函数形参，接收实参数组的首地址，此时指针将直接对数组进行操作。接收任务分析任务提醒注意编写函数实现以下功能：（1）getValue函数实现随机生成的20个数的功能；（2）sortArray函数实现对随机生成的20个数进行升序排序的功能；（使用冒泡排序法）（3）printArray函数实现数据打印的功能，按

36、照每行5个数，分四行显示将20个数打印出来；接收任务（4）上述三项功能在子函数中实现；（5）书写main函数，首先调用getValue实现数据生成；其次调用printArray实现排序前数据的打印，接着调用sortArray函数实现数据升序排序；最后再次调用printArray实现排序后数据的打印。提示：使用指针实现。接收任务解题思路：随机生成数据的函数为random()，该函数在stdlib.h头文件中，需要将该头文件包含进来。排序的过程采用冒泡排序法，排序已经用过很多次了，应该比较熟悉。printArray函数需要调用两次，分别是排序前和排序后，用来比较排序的结果。该题目需要使用指针法引用

37、数组元素。接收任务分析任务实例8.16实现str_len、str_cat、str_copy以及main函数，各个函数的功能如下所示：（1）int str_len(char *str)实现求字符串长度的功能；接收任务（2）void str_copy(char *from, char *to)实现将from指针指向的字符串赋值到to指针指向的字符数组空间中；接收任务（3）void str_cat(char *from, char *to)实现将from指向的字符串与to指向的字符串连接，并将最终结果存储到to指向的字符串中；接收任务（4）void main()主函数中有两个字符串，串A和串B，其定

38、义如下：char A50=I am a teacher!;char *B= You are a student!;在main函数中，首先实现字符串连接，连接后的字符串为：“I am a teacher! You are a student!”；然后求连接后得到的新字符串（“I am a teacher! You are a student!”）的长度。接收任务解题思路：本题目类似于第六单元的实例6.15，想要使用str_cat连接两个字符串。1、首先，要将串A和串B存储起来；2、接着，根据str_len得到串A的长度，然后找到串A的末尾;3、调用str_copy将串B复制到串A的末尾。4、打印

39、串A结果。接收任务分析任务接收任务分析任务核心代码（1）首先存储2个字符串。char A50 = I am a teacher!; char *B = “You are a student!; （2）求串1的长度。int str_len(char *str)（3）拷贝串2到串1的末尾。void str_copy(char *from, char *to)（4）打印结果。并计算新串的长度puts(A);printf(%dn,str_len(A);题目内容拓展练习3_1使用函数，降低了main函数的负载，提高了代码的可移植性和可重用性，那么接下来，又如何提高代码的实现效率呢？题目解析解题思路指针给我们提供了较好的代码优化、提高代码执行效率的解决方案。让我们一起动起手来吧，利用指针的概念将各个模块的功能进行优化，将用户登录、用户注册、考生答题、机器判分、结果展示的功能用指针实现。