周记（四）

  姓名

徐秀

周次

 4

方向

3G

内

容

本周学习知识点：

(1)多维数组的指针

(2)C语言结构体和联合体

(3)内存管理

(4)文件操作

本周学习收获：

(5)(1)多维数组、const指针的使用

(6)指向数组指针的使用

(7)指向函数的指针的使用

(8)内存区域的划分标准，以及各个区域数据的使用

(9)静态分配和动态分配

(10)野指针的概念以及程序中避免出现野指针的方法

(11)内存泄露的概念，malloc函数原型的含义，功能和使用方式

(12)使用free进行动态内存的释放工作

(13)结构对象创建方式、初始化和赋值

(14)嵌套结构的定义，以及访问

(15)结构数组的使用意义，以及对结构数组的初始化、对数组成员的访问方式

(16)结构作为函数参数时，值传递和地址传递的区别，以及对程序带来的影响

(17)Ｃ文件的有关基本知识

(18)C语言文件操作中FILE指针的意义，以及使用方式

(19)使用fopen函数进行文件的打开，主要的四个文件打开方式的使用：“r”, “w” , “a”, “b”

文件处理函数的使用：fclose，feof，fputc，fputs，fgetc，fgets，fwrite，fread，fprintf，fscanf

学习总结：

1. 用指向数组的指针作函数参数

一维数组名可以作为函数参数，多维数组名也可作函数参数。

用指针变量作形参，以接受实参数组名传递来的地址。

可以有两种方法：

①用指向变量的指针变量

②用指向一维数组的指针变量

2.const int* p 和int const* p

1）两者意义是相同的

*p是const 类型的常量,值不可再改变

p是一个指针变量，因为p是变量,因此p的值（即指针的指向）可以被改变

2）p可以指向什么类型的对象？

p可以指向const对象也可以指向非const的对象

3）通过p间接访问对象

可访问*p,但p不能修改所指向对象的值

int* const

1)p本身是什么类型的对象？

p是一个被const修饰的指针变量,其值不可修改,在定义p时必须初始化

const* int a;或int * const a;   //a是const，但*a可变

2) p可以指向什么类型的对象？

p只能指向int对象,不能指向const  int的对象

3)通过p间接访问对象

通过p可以修改所指向对象的值

3.指向数组的指针：

数组指针（也称行指针）

定义: 类型名称 (*指针名)[数组长度];

()优先级高，首先说明p是一个指针，指向一个整型的一维数组，这个一维数组的长度是n，也可以说是p的步长。也就是说执行p+1时，p要跨过n个整型数据的长度。

4.指针数组的基本概念：

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，指针数组中的每一个元素都存放一个地址，相当于一个指针变量。

定义一维指针数组的一般形式为

     类型名 *数组名[数组长度];

指针数组作用：

指针数组比较适合用来指向若干个字符串，使字符串处理更加方便灵活

可以分别定义一些字符串，然后用指针数组中的元素分别指向各字符串

由于各字符串长度一般是不相等的，所以比用二维数组节省内存单元

5.数组指针和指针数组区别：

数组指针只是一个指针变量，似乎是C语言里专门用来指向二维数组的，它占有内存中一个指针的存储空间。指针数组是多个指针变量，以数组形式存在内存当中，占有多个指针的存储空间。

还需要说明的一点就是，同时用来指向二维数组时，其引用和用数组名引用都是一样的。

比如要表示数组中i行j列一个元素：

*(p[i]+j)、*(*(p+i)+j)、(*(p+i))[j]、p[i][j]

6.指针的指针

指针的指针：指向指针变量的指针变量。指针的指针存放的是指针变量地址.

指针变量的指针变量（指针的指针）的定义：

        类型  **指针变量名；

数组的指针是指向数组元素的指针；

指针数组的指针，也是指向其数组元素的指针。

指针数组的数组元素是指针，所以指向指针数组的指针就是指针的指针。也就是说，可以使用“指针的指针”指向指针数组。

7.函数的指针：函数的入口地址（函数的首地址）。C语言规定函数的首地址就是函数名，所以函数名就是函数的指针。

  指向函数的指针变量：存放函数入口地址（函数指针）的变量，称为指向函数的指针变量。简称函数的指针变量。

函数可以通过函数名调用，也可以通过函数指针调用。

通过函数指针实现函数调用的步骤：

1)指向函数的指针变量的定义： 

 类型 （* 函数指针变量名）()；

 例如 int (*p)();  注意：两组括号（）都不能少。int表示被指向的函数的类型，即被指向的函数的返回值的类型。

2)指向函数的指针变量的赋值，指向某个函数：     

      函数指针变量名=函数名；

3)利用指向函数的指针变量调用函数：

（* 函数指针变量名）（实参表）

8.返回指针值的函数

一个函数可以带回一个整型值、字符值、实型值等，也可以带回指针型的数据，即地址。其概念与以前类似，只是带回的值的类型是指针类型而已。

这种带回指针值的函数，一般定义形式为

类型名 *函数名（参数表列）;

9.

C语言程序中少量变化的数据用变量来处理。数量不宜多。

批量同类型数据的处理用数组。

不同类型的数据的集合用什么数据结构来存放呢？这就是本单元要介绍的内容：用结构体类型处理不同类型数据的集合。

用户自己建立由不同类型数据组成的组合型的数据结构，它称为结构体

10.定义结构体变量:

先声明结构体类型，再定义该类型变量

声明结构体类型struct Student，可以用它来定义变量

不指定类型名而直接定义结构体类型变量

其一般形式为:

       struct

       { 成员表列 }变量名表列; 

指定了一个无名的结构体类型 。

11.结构体变量初始化

结构变量初始化的格式，与一维数组相似：

        结构变量={初值表}

不同的是：如果某成员本身又是结构类型，则该成员的初值为一个初值表。

注意：初值的数据类型，应与结构变量中相应成员所要求的一致，否则会出错。

12.结构体变量访问

表示结构变量成员的一般形式

结构变量名.成员名

int nNo = stBoy1.nNo;

嵌套结构变量成员的表示形式

结构变量名.成员名.成员名

int nMonth  = stBoy1.stBirthday.nMonth;

13.结构体数组

(1)定义结构体数组一般形式是

① struct 结构体名

    {成员表列} 数组名[数组长度];

② 先声明一个结构体类型，然后再用此类型定义结构体数组：

     结构体类型  数组名[数组长度];

对结构体数组初始化的形式是在定义数组的后面加上：

＝｛初值表列｝; 

14.指向结构体的指针

指向结构变量的指针的定义

struct 结构名 *结构指针变量名 = &结构变量；

struct STUDENT *pStu = &boy;

通过指针访问结构变量的成员

结构指针变量名->成员名

 int nNo = pStu->nNo;

(*结构指针变量名).成员名

int nNo = (*pStu). nNo;

结构体数组

将整个结构作为参数传递（值传递）

void Show(struct STUDENT stuObj);

将结构的地址作为参数传递（地址传递）

void Show(struct STUDENT *pStu);

15.共用体(联合体)

有时想用同一段内存单元存放不同类型的变量。

使几个不同的变量共享同一段内存的结构，称为 “共用体”类型的结构。

定义一个共用体的一般形式：

union 联合名

{

数据类型 成员名1;

数据类型 成员名2;

…

数据类型 成员名n;

}; 

16.使用共用体注意以下特点

(1) 同一个内存段可以用来存放几种不同类型的成员，但在每一瞬时只能存放其中一个成员，而不是同时存放几个。

(2)可以对共用体变量初始化，但初始化表中只能有一个常量。

(3)共用体变量中起作用的成员是最后一次被赋值的成员，在对共用体变量中的一个成员赋值后，原有变量存储单元中的值就取代。

(4) 共用体变量的地址和它的各成员的地址都是同一地址。

(5) 不能对共用体变量名赋值，也不能企图引用变量名来得到一个值。

(6) 以前的C规定不能把共用体变量作为函数参数，但可以使用指向共用体变量的指针作函数参数。C99允许用共用体变量作为函数参数

(7) 联合体和结构体体可以互相嵌套

(8) 同一个内存段可以用来存放几种不同类型的成员，但在每一瞬时只能存放其中一个成员，而不是同时存放几个。

(9)可以对共用体变量初始化，但初始化表中只能有一个常量。

(10)共用体变量中起作用的成员是最后一次被赋值的成员，在对共用体变量中的一个成员赋值后，原有变量存储单元中的值就取代。

17.文件

    文件有不同的类型，在程序设计中，主要用到两种文件：

(1) 程序文件: 包括源程序文件(后缀为.c)、目标文件(后缀为.obj)、可执行文件(后缀为.exe)等。这种文件的内容是程序代码。

(2) 数据文件: 文件的内容不是程序，而是供程序运行时读写的数据，如在程序运行过程中输出到磁盘(或其他外部设备)的数据，或在程序运行过程中供读入的数据。如一批学生的成绩数据，或货物交易的数据等。

18.输入输出流　　　

输入输出是数据传送的过程，数据如流水一样从一处流向另一处，因此常将输入输出形象地称为流(stream)，即数据流。流表示了信息从源到目的端的流动。

文件标识符

文件要有一个唯一的文件标识，以便用户识别和引用。

文件标识包括三部分：

    (1)文件路径

    (2)文件名主干

    (3)文件后缀

19.文件的分类

●从用户观点:

特殊文件(标准输入输出文件或标准设备文件)。

普通文件(磁盘文件)。

●从操作系统的角度看，每一个与主机相连的输入

输出设备看作是一个文件。

例：输入文件：终端键盘

    输出文件：显示屏和打印机

从文件编码的方式来看 

ASCII文件

      ASCII文件也称为文本文件，这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节，用于存放对应的ASCII码。

二进制文件

      二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。

      例如：mp3、rar 等。

20.文件操作的基本步骤

引入头文件(stdio.h )

定义文件指针

打开文件

文件读写

关闭文件

21.文件类型指针

缓冲文件系统中，关键的概念是“文件类型指针”，简称“文件指针”

每个被使用的文件都在内存中开辟一个相应的文件信息区，用来存放文件的有关信息（如文件的名字、文件状态及文件当前位置等）

这些信息是保存在一个结构体变量中的。该结构体类型是由系统声明的，取名为FILE。

声明FILE结构体类型的信息包含在头文件“stdio.h”中

一般设置一个指向FILE类型变量的指针变量，然后通过它来引用这些FILE类型变量

22.用fopen打开文件

对文件读写之前应该“打开”该文件，在使用结束之后应“关闭”该文件。

所谓“打开”是指为文件建立相应的信息区(用来存放有关文件的信息)和文件缓冲区(用来暂时存放输入输出的数据)

在编写程序时，在打开文件的同时，一般都指定一个指针变量指向该文件，也就是建立起指针变量与文件之间的联系，这样就可以通过该指针变量对文件进行读写

所谓“关闭”是指撤销文件信息区和文件缓冲区 

fopen函数说明

     计在打开一个文件时，通知编译系统以下3个信息：

①需要访问的文件的名字

②使用文件的方式（“读”还是“写”等）

③让哪一个指针变量指向被打开的文件

23.格式化的方式读写文件

一般调用方式为：

fprintf(文件指针,格式字符串,输出表列);

fscanf (文件指针,格式字符串,输入表列);

如：

fprintf (fp,”%d,%6.2f”,i,f);

fscanf (fp,”%d,%f”,&i,&f);

24.使用二进制的方式读写一组数据：

一般调用形式为:

fread(buffer，size，count，fp);

fwrite(buffer，size，count，fp);

使用说明：

buffer：是一个地址

对fread来说，它是用来存放从文件读入的数据的存储区的地址

对fwrite来说，是要把此地址开始的存储区中的数据向文件输出

size：要读写的字节数

count：要读写多少个数据项

fp：FILE类型指针

说明：

fwrite是按一个字节块一个字节块的方式写到文件。

完成一次写操(fwrite())作后必须关闭流(fclose());

完成一次读操作(fread())后，如果没有关闭流(fclose()),则指针(FILE * fp)自动向后移动前一次读写的长度，不关闭流继续下一次读操作则接着上次的输出继续输出;

25.静态和动态的内存分配

静态分配

    编译器在处理程序源代码时分配

动态分配

    程序执行时按动态要求来分配

26.动态分配和静态分配的区别:

静态内存分配是在程序执行之前进行的, 因而效率比较高,但是它缺少灵活性,要求在程序执行之前就知道所需内存的类型和数量

静态对象是有名字的变量,我们直接对其进行操作. 而动态对象是没有名字的变量,我们通过指针间接地对它进行操作.

静态对象的分配与释放由编译器自动处理.动态对象的分配与释放, 必须由程序员显式地管理, 相对来说比较容易出错

27.

动态内存分配　　　

stdlib.h里面定义了五种类型、一些宏和通用工具函数。 类型例如size_t、wchar_t、div_t、ldiv_t和lldiv_t； 宏例如EXIT_FAILURE、EXIT_SUCCESS、RAND_MAX和MB_CUR_MAX等等； 常用的函数如malloc()、calloc()、realloc()、free()、system()、atoi()、atol()、rand()、srand()、exit()等等。

对内存的动态分配是通过系统提供的库函数来实现的

主要有malloc，calloc，free，realloc这4个函数。

动态内存分配　　　

１．malloc函数

其函数原型为 

                   void *malloc(unsigned int size); 

1)size这个参数的含义是分配的内存的大小（以字节为单位）

2)返回值：失败，则返回值是NULL（空指针）。

成功，则返回值是一个指向空类型（void）的指针                                                                             （即所分配内存块的首地址）

用malloc申请0字节的问题　　　

另外还有一个问题，用malloc函数申请0字节内存会返回NULL指针吗？

可以测试一下，也可以与去查找关于malloc函数的说明文档。申请0字节内存，函数并不返回NULL，而是返回一个正常的内存地址，但是你却无法使用这块大小为0的内存。这好比尺子上的某个刻度，刻度本身并没有长度，只有某两个刻度一起才能量出长度。对于这点一定要小心，因为这时候if(p!= NULL)将起作用。

说明:

第一、malloc 函数返回的是 void * 类型，如果你写成：p = malloc (sizeof(int)); 则程序无法通过编译，报错：“不能将 void* 赋值给 int * 类型变量”。所以必须通过 (int *) 来将强制转换。 

第二、函数的实参为 sizeof(int) ，用于指明一个整型数据需要的大小。如果你写成

int* p = (int *) malloc (1); 

如果往里头存入一个整数，就会有3个字节无家可归，而直接“住进邻居家”！造成的结果是后面的内存中原有数据内容全部被清空。 

28.free函数

既然有分配，那就必须有释放。不然的话，有限的内存就会用光，而没有释放的内存却在空闲。

               其函数原型为     void free(void *p); 

其作用是释放指针变量ｐ所指向的动态空间，使这部分空间能重新被其他变量使用。p应是最近一次调用calloc或malloc函数时得到的函数返回值。

free函数看上去挺狠的，但他到底做了什么呢？其实他就做了一件事：斩断指针变量和这块内存的关系。从此p和那块内存之间再无瓜葛。

即指针变量p本身保存的地址并没有改变，但是他对这个地址的那块内存已经没有所有权了。

如果对p连续2次使用free函数，肯定会发生错误。因为第一次使用free函数时，p所属的内存已经被释放，第2次使用时，已经没有内存可以释放了。所以一夫一妻制。一个malloc，一个free。

29.内存泄露问题

计算机中最宝贵的资源就是内存。因此需要动态分配内存的程序一定要坚持“好借好还，再借不难”的原则

内存泄露(memory leak)

指一块动态分配的内存, 我们不再拥有指向这块内存的指针, 因此我们没有办法将它返还给程序供以后重新使用.

1)重新赋值

2)首先释放父块

30.野指针概念

“野指针”不是NULL指针，是指向“垃圾”内存的指针 

成因主要有三种:

1)指针变量没有被初始化

2)指针p被free或者delete之后，没有置为NULL，让人误以为p是个合法的指针 

3)指针操作超越了变量的作用范围 (不易发现)

31.野指针成因:访问越界

内存读取越界 (overread) 是指所读取的字节数多于它们应有的字节数。这个问题并不太严重，在此就不再详述了。下面的代码提供了一个示例。

野指针成因:指针释放后,没有设置为null

指针p被free或者delete之后，没有置为NULL，让人误以为p是个合法的指针。它们只是把指针所指的内存给释放掉，但并没有把指针本身干掉。通常会用语句if (p != NULL)进行防错处理。很遗憾，此时if语句起不到防错作用，因为即便p不是NULL指针，它也不指向合法的内存块。

对授课教师意见建议：