Указатели и операции над адресами

    Обращение к объектам любого типа в языке C может проводиться по имени, как мы до сих пор делали, и по указателю (косвенная адресация).

Указатель – это переменная, которая может содержать адрес некоторого объекта в памяти компьютера, например, адрес другой переменной. И через указатель, установленный на переменную, можно обращаться к участку оперативной памяти, отведенной компилято­ром под ее значения.

Указатель объявляется следующим образом:

<тип> *<идентификатор>;

Например:

int *a, *d;

float *f;

Здесь объявлены указатели a, d, которые можно инициализировать адресами целочисленных переменных, и указатель f, который можно инициализировать адресами вещественных переменных.

С указателями связаны две унарные операции: & и *. Операция & означает «взять адрес». Данная операция допустима только над переменными. Операция * - «значение, расположенное по указанному адресу» и работает следующим образом:

- определяется местоположение в оперативной памяти переменной типа указатель;

- извлекается информация из этого участка памяти и трактуется как адрес переменной с типом в объявлении указателя;

- производится обращение к участку памяти по выделенному адресу для проведения некоторых действий.

Пример:

int x,                        // переменная типа int

*y;                         // указатель на элемент данных типа int

 y=&x;            // y - адрес переменной x

        *y=1;              // по адресу y записать 1, в результате x = 1

Связь указателей и массивов

Указатели и массивы в языке С тесно связаны между собой. Имя массива является указателем на его первый элемент, т.е. для массива int v[10] v и v[0] имеют одинаковые значения, т.к. адрес первого (с индексом 0) элемента массива - это адрес начала последовательно расположенных элементов массива. Рассмотрим обращение к элементам массива на примере. Пусть объявлены - массив из 100 объектов типа float и указатель на объект типа float:

float p[100];             

float *q;       

int i; 

если выполнить операцию             q=p; то обращения к элементу массива p: p[i] , *(q+i) и *(p+i) эквивалентны.

Таким образом, для любых указателей можно использовать две эквивалентные формы выражений для доступа к элементам массива: q[i] и *(q+i). Первая форма удобнее для читаемости текста, но вторая обычно эффективнее по быстродействию программы.

Очевидна эквивалентность выражений

    &q[0]     <-> &(*q)     <-> q

   *q           <-> q[0]

Пример 1: Упорядочить по алфавиту массив строк (не более 20) длиной не более 10 символов в каждой.

#include<conio.h>

#include<stdio.h>

#include<string.h>

    void main()

     {

char s[20][10],r[10];

int i,j,n;

clrscr();

puts(" Введите количество слов ";

scanf(“%d”,&n);

for(i=0;i<n;i++)

scanf("%s",&s[i]);

for(i=0;i<(n-1);i++)

for(j=(i+1);j<n;j++)

          if(strcmp(s[i],s[j])>0)

{

    strcpy(r,s[i]);

strcpy(s[i],s[j]);

strcpy(s[j],r);

}

for(i=0;i<n;i++)

printf("\n %s",s[i]);

getch();

 }

Пример 2: Проверить, является ли введенная строка (не более 80 символов) палиндромом (справа налево читается так же, как и слева направо).

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <conio.h>

void main(void)

{

char s[80],s1[80];                             

int i, k;

clrscr();

puts(" Введите исходную строку (не более 80 символов) ");

  gets(s);

    k=strlen(s);

    puts(" Результаты работы программы ");

    for (i=0; i<k; i++)

    printf("%c",s1[i]=s[k-i-1]);    // Переворачиваем строку s

s1[k]=’\0’;                                   // Устанавливаем конец строки

printf(“ %s\n”,strcpy(s1,s) ? ” YES - Pаlindrom!”:” NO !”)

printf("\n Press any key...");

getch();

}

Массивы указателей

    В языке С можно использовать массивы указателей, элементы которых содержат, как правило, указатели на строковые данные. Объявляется такой массив, например, так char *m[5]. Здесь массив m[5] – массив, который может содержать пять адресов данных типа char.

    Массив указателей можно при объявлении инициализировать, т.е. назначать его элементам конкретные адреса. С помощью массивов указателей типа char* удобно получать доступ к строкам в виде массивов символов.

    В качестве примера приведена программа, формирующая массив указателей с одновременной инициализацией его элементов. Программа выводит на экран номер строки, ее адрес и значение.

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

void main(void)

{

    int i,k;

    char *m[]={

              "Winter",

              "Spring",

              "Summer",

              "Automn"};

k=sizeof(m)/sizeof(*m);                          

printf("\n Количество строк = %d",k);

for(i=0; i<k; i++)

printf("\n Номер - %d; Адрес - %p; Строка: %s", i+1, m[i], m[i]);

getch();

}

В результате получим:

 Количество строк = 4

 Номер - 1; Адрес - 0042007C; Строка: Winter

 Номер - 2; Адрес - 00420074; Строка: Spring

 Номер - 3; Адрес - 0042006C; Строка: Summer

 Номер - 4; Адрес - 00420064; Строка: Automn

Конкретные значения адресов зависят от ряда причин: архитектуры компьютера, типа и размера оперативной памяти и т.д.

Замечание.Функция printf() и спецификатор преобразования %S допускают использование в качестве параметра указатель на строку, однако при этом выводится не значение указателя m[i], а содержимое адресуемой им строки, в то время как спецификатор %P выводит значение указателя m[i].

Возможности массивов указателей проявляются также в тех случаях, когда его элементы адресуют либо элементы другого массива, либо указывают на начало одномерных массивов соответствующего типа.

В качестве примера приведена программа упорядочения одномерного массива по возрастанию и убыванию без перестановки его элементов.

#include <stdio.h>

#define b 6

void main ()

{ float array [ ]={5.0,2.0,3.0,1.0,6.0,4.0};

float *pmin[b], *pmax[b], *e;

int i,j;

    for (i=0;i<b;i++)

            pmin[i]=pmax[i]=&array[i];

for(i=0;i<b-1;i++)

for(j=i+1;j<b;j++)

{

        if(*pmin[i]<*pmin[j])

         { e=pmin[i];

            pmin[i]=pmin[j];

            pmin[j]=e;}

        if(*pmax[i]>*pmax[j])

     { e=pmax[i];

            pmax[i]=pmax[j];

        pmax[j]=e;}

}

printf(’’ \n По убыванию: \n”);

for(i=0;i<b;i++)

printf(“\t %5.3f”,*pmin[i]);

printf(“\n По возрастанию: \n”);

for(i=0;i<b;i++)

printf(“\t%5.3f”,*pmax[i]);

}

Варианты индивидуальных заданий

1. Ввести целое число N. Выделить из этого числа цифры, кратные 3, и записать их в одномерный массив.

2. Для заданного целого числа N определить цифру а, наиболее часто встречающуюся в числе. Сформировать одномерный массив из 5 элементов: a, а², а³, а⁴, а⁵.

3. Элементы заданного массива X циклически сдвинуть на K позиций вправо (влево).

4. Дано число N целого типа. Определить, симметрично ли оно, т.е. одинаковы ли цифры слева и справа (12321). Записать 3 последние цифры в одномерный массив.

5. Упорядочить элементы массива X по возрастанию.

6. Даны координаты n точек на плоскости: x₁,y₁, x₂,y₂,…. x_n,y_n . Найти номера двух точек, расстояние между которыми наибольшее.

7. Заданы два массива по N целых чисел. Найти наименьшее среди чисел первого массива, которое не входит во второй массив.

8. Дан массив из N целых чисел. Определить количество инверсий в этом массиве (т.е. таких пар элементов, в которых большее число находится слева от меньшего: x_i > x_j при i < j).

9. Ввести строку символов. Определить длину введенной строки L, и если длина L четная, то удаляются 2 первых и 2 последних символа.

10. Ввести строку символов. Определить длину введенной строки L, и если длина L нечетная, то удаляется символ, стоящий посередине строки.

    11. Ввести строку символов. Заменить в ней каждый второй символ ! на $.

    12. Ввести строку символов. Заменить в ней пробелы на символ $.

13. Ввести строку символов. Определить длину введенной строки L, и если длина L>10, то удалить все цифры.

14. Ввести строку символов. Определить длину введенной строки L, и если длина L кратна 3, то удаляются все числа, делящиеся на 3.

15. Ввести строку символов. Определить длину введенной строки L, и если длина L кратна 5, то подсчитывается количество скобок всех видов.

16. Ввести строку символов. Определить длину введенной строки L, и если длина L кратна 4, то первая часть строки меняется местами со второй.

17. Ввести строку символов. Определить длину введенной строки L, и если длина L=10, то удаляются все буквы - A... Z.

18. Ввести строку символов. Определить длину введенной строки L, и если длина L >15, то удаляются все буквы - a…z.

19. В строке символов поменять местами символы на четных и нечетных позициях.

20. Ввести строку символов. Определить длину введенной строки L, и если длина L>6, то выделяется подстрока в { } скобках.

Контрольные вопросы

1. Укажите типы массивов, применяемых в языке С.

2. Формы (способы) работы с элементами массива.

3. Как описываются строки в языке С?

4. Чем отличаются функции scanf() и gets(), printf() и puts()?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4