指针数组

核心提示：前面介绍了指向不同类型变量的指针的定义和使用，我们可以让指针指向某类变量，指针数组，并替代该变量在程序中使用；我们也可以让指针指向一维、二维数组或字符数组，来替代这些数组在程序中使用，也具有安全的存储空间，字符串的长度以串中最长的为基准向系统申请存储空间，给我们在编程时带来许多方便，下面我们定义一种非凡的数组

前面介绍了指向不同类型变量的指针的定义和使用，我们可以让指针指向某类变量，并替代该变量在程序中使用；我们也可以让指针指向一维、二维数组或字符数组，来替代这些数组在程序中使用，给我们在编程时带来许多方便。
下面我们定义一种非凡的数组，这类数组存放的全部是指针，分别用于指向某类的变量，以替代这些变量在程序中的使用，增加灵活性。指针数组定义形式：
类型标识*数组名[数组长度]
例如： char *str[4];
由于[ ] 比*优先权高，所以首先是数组形式str[4 ]，然后才是与“*”的结合。这样一来指针数组包含4个指针s t r [ 0 ]、s t r [ 1 ]、s t r [ 2 ]、s t r [ 3 ]，各自指向字符类型的变量。例如： int *
p t r [ 5 ] ;
该指针数组包含5个指针p t r [ 0 ]、p t r [ 1 ]、p t r [ 2 ]、p t r [ 3 ]、p t r [ 4 ]，各自指向整型类型的变量。
[例6-22] 针对指针数组的应用，我们分别用指针数组的各指针指向字符串数组、指向一维整型数组、指向二维整型数组。
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
m a i n ( )
{
char *ptr1[4]={"china","chengdu","sichuang","chongqin"};
/* 指针数组p t r 1 的4个指针分别依此指向4个字符串* /
int i,*ptr2[3],a[3]={1,2,3},b[3][2]={1,2,3,4,5,6};
for(i=0;i<4;i++)
PRintf("\n%s",ptr1[i]);/依*此输出ptr1数组4个指针指向的4个字符串*/
printf("\n");
for(i=0;i<3;i++)
ptr2[i]=&a[i];/*将整型一维数组a的3个元素的地址传递给指针数组ptr2*/
for(i=0;i<3;i++)/*依此输出ptr2所指向的3个整型变量的值*/
printf("%4d",*ptr2[i]);
printf("\n");
for(i=0;i<3;i++)
ptr2[i]=b[i];/*传递二维数组b的每行首地址给指针数组的4个指针*/
for(i=0;i<3;i++)/*按行输出*/
printf("%4d%4d\n",*ptr2[i],*ptr2[i]+1);
}
程序中指针数组与所指对象的关系如图6-12所示。

ptr1指针数组中的4个指针分别指向4个字符串，如图6-11的a）所示，程序中依此输出；ptr2指针数组共有3个指针，若将整型一维数组a中各元素地址分别传递给指针数组的各指针，则ptr2[0]就指向a[0]；ptr2[1]就指向a[1]；ptr2[2]就指向a[2]。若将二维数组各行的首地址分别传递给指针数组的各指针，如图6-11b）所示，这样一来，ptr2[0]就指向了b数组的第0行，该行有两个元素，其地址为ptr2[0]与ptr2[0]+1；相应指针数组第i个元素ptr2[i]指向的b数组的第i行两个元素地址分别为ptr2[i]与ptr[i]+1。

在处理二维字符数组时，我们可以把二维字符数组看成是由多个一维字符数组构成，也就是说看成是多个字符串构成的二维字符数组，或称为字符串数组。
指针数组对于解决这类问题（当然也可以解决其它问题）提供了更加灵活方便的操作。
有一点需要说明，若定义一个指针数组后，指针数组各元素的取值（即地址）要注重安全性。
如定义指针数组：
char*ptr[3];
我们说该数组包含三个指针，但指针的指向是不确定的，指针现在可能指向内存的任一地址。假定现在作语句：scanf("%s",ptr[i]),则输入的字符串在内存的存放其地址由ptr[i]决定。除非给指针数组元素赋值安全的地址。
[例6-23]定义字符指针数组，包含5个数组元素。同时再定义一个二维字符数组其数组大小为5*10，即5行10列，可存放5个字符串。若将各字符串的首地址传递给指针数组各元素，那么指针数组就成为名副其实的字符串数组。下面对各字符串进行按字典排序。
在字符串的处理函数中，strcmp(str1,str2)函数就可以对两个字符串进行比较，函数的返回值>0、=0、<0分别表示串str1大于str2、str1等于str2、str1小于str2。再利用strcpy()函数实现两个串的复制。下面选用冒泡排序法。
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
main()
{
char*ptr1[4],str[4][20],temp[20];
/*定义指针数组、二维字符数组、用于交换的一维字符数组*/
inti,j;
for(i=0;i<4;i++)
gets(str[i]);/*输入4个字符串*/
printf("\n");
for(i=0;i<4;i++)
ptr1[i]=str[i];/*将二维字符数组各行的首地址传递给指针数组的各指针*/
printf("original string:\n");
for(i=0;i<4;i++)/*按行输出原始各字符串*/
printf("%s\n",ptr1[i]);
printf("ordinal string:\n");
for(i=0;i<3;i++)/*冒泡排序*/
for(j=0;j<4-i-1;j++)
if(strcmp(ptr1[j],ptr1[j+1])>0)
{strcpy(temp,ptr1[j]);
strcpy(ptr1[j],ptr1[j+1]);
strcpy(ptr1[j+1],temp);
}
for(i=0;i<4;i++)/*输出排序后的字符串*/
printf("%s\n",ptr1[i]);
}

程序中一定要注重指针的正确使用。一旦将二维字符数组的各行首地址传递给指针数组
的各指针，则相当于给指针分配了安全可操作的地址，地址空间大小由二维字符数组来决定。
当然也可由编译系统为指针分配地址用于字符串的存放。
[例6-24]利用malloc()函数为指针分配存储空间，实现字符串的排序。
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
main()
{
char *ptr1[4],*temp;
inti,j;
for(i=0;i<4;i++)
{
ptr1[i]=malloc(20);/*为指针数组各指针分配20字节的存储空间*/
gets(ptr1[i]);
}
printf("\n");
printf("original string:\n");
for(i=0;i<4;i++)
printf("%s\n",ptr1[i]);
printf("ordinal string:\n");
for(i=0;i<3;i++)
for(j=0;j<4-i-1;j++)
if(strcmp(ptr1[j],ptr1[j+1])>0)
{
temp=ptr1[j];/*利用指向字符串的指针，进行指针地址的交换*/
ptr1[j]=ptr1[j+1];
ptr1[j+1]=temp;
}
for(i=0;i<4;i++)/*字符串输出*/
printf("%s\n",ptr1[i]);
}
运行程序，其结果与上述例6-23完全相同。

[例6-25]对已排好序的字符指针数组进行指定字符串的查找。字符串按字典顺序排列，查找算法采用二分法，或称为折半查找。
折半查找算法描述：
1.设按开序（或降序）输入n个字符串到一个指针数组。
2.设low指向指针数组的低端，high指向指针数组的高端，mid=(low+high)/2
3.测试mid所指的字符串，是否为要找的字符串。
4.若按字典顺序，mid所指的字符串大于要查找的串，表示被查字符串在low和mid之间，
否则，表示被查字符串在mid和high之间。
5.修改low式high的值，重新计算mid，继续寻找。
#include<stdlib.h>
#include<alloc.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
main()
{
char*binary();/*函数声明*/
char*ptr1[5],*temp;
inti,j;
for(i=0;i<5;i++)
{
ptr1[i]=malloc(20);/*按字典顺序输入字符串*/
gets(ptr1[i]);
}
printf("\n");
printf("original string:\n");
for(i=0;i<5;i++)
printf("%s\n",ptr1[i]);
printf("input search string:\n");
temp=malloc(20);
gets(temp);/输*入被查找字符串*/
i=5;
temp=binary(ptr1,temp,i);/*调用查找函数*/
if(temp)printf("sUCcesful-----%s\n",temp);
elseprintf("nosuccesful!\n");
return;
}
char *binary(char *ptr[],char *str,int定n)义返回字符指针的函数*/
{/*折半查找*/
inthig,low,mid;
low=0;
hig=n-1;
while(low<=hig)
{
mid=(low+hig)/2;
if(strcmp(str,ptr[mid])<0)
hig=mid-1;
elseif(strcmp(str,ptr[mid])>0)
low=mid+1;
else return(str);/*查帐成功，返回被查字符串*/
}
return NULL; / *查找失败，返回空指针* /
}

[例6-26] 在一个已排好序的字符串数组中，插入一个键盘输入的字符串，使其继续保持有序。
在上述程序查找成功的基础上，我们将该字符串插入到字符数组中。插入的位置可以是数组头、中间或数组尾。查找的算法采用折半算法，找到插入位置后，将字符串插入。
#include <stdlib.h>
#include <alloc.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
m a i n ( )
{
int binary(); / *查找函数声明* /
void insert(); / *插入函数声明* /
char *temp,*ptr1[6];
int i,j;
for (i=0;i<5;i++)
{

ptr1[i]=malloc(20);/*为指针分配地址后*/
gets(ptr1[i]);/*输入字符串*/
}
ptr1[5]=malloc(20);
printf("\n");
printf("original string:\n");
for(i=0;i<5;i++)/*输出指针数组各字符串*/
printf("%s\n",ptr1[i]);
printf("input search string:\n");
temp=malloc(20);
gets(temp);/*输入被插字符串*/
i=binary(ptr1,temp,5)/*;寻找插入位置i*/
printf("i=%d\n",i);
insert(ptr1,temp,5,i);/*在插入位置i处插入字符串*/
printf("outputstrings:\n");
for(i=0;i<6;i++)/*输出指针数组的全部字符串*/
printf("%s\n",ptr1[i]);
return;
}
intbinary(char*ptr[],char*str,intn)
{/*折半查找插入位置*/
int hig,low,mid;
low=0;
hig=n-1;
if(strcmp(str,ptr[0])<0)return0;
/*若插入字符串比字符串数组的第0个小，则插入位置为0*/
if(strcmp(str,ptr[hig])>0)returnn;
/*若插入字符串比字符串数组的最后一个大，则应插入字符串数组的尾部*/
while(low<=hig)
{
mid=(low+hig)/2;
if(strcmp(str,ptr[mid])<0)
hig=mid-1;
else if(strcmp(str,ptr[mid])>0)
low=mid+1;
else return(mid);/*插入字符串与字符串数组的某个字符串相同*/
}
returnlow;/*插入的位置在字符串数组中间*/
}
void insert(char*ptr[],char*str,intn,inti)
{
int j;
for(j=n;j>i;j--)/*将插入位置之后的字符串后移*/
strcpy(ptr[j],ptr[j-1]);
strcpy(ptr[i],str);将被插字符串按字典顺序插入字符串数组*/
}
在程序中，字符串数组的6个指针均分配存放20字节的有效地址。语句ptr1[5]=malloc(20)保证插入字符串后，也具有安全的存储空间，字符串的长度以串中最长的为基准向系统申请存储空间，以保证在串的移动中有足够的存储空间。