Указатели
Указатель - это переменная, содержащая адрес области памяти. Указатели широко применяются в языке С++. В некоторых случаях без них просто не обойтись, а в некоторых программы с использованием указателей становится короче и эффективнее. Начнем с того, что поговорим о структуре памяти любого компьютера. Как известно, память компьютера представляет последовательность 8-битовых байтов. Каждый байт пронумерован, причем нумерация начинается с нуля. Номер байта называется адресом. Иногда говорят, что адрес указывает на определенный байт. Таким образом, указатель является просто адресом байта памяти. Язык С++ позволяет определять переменные, которые могут хранить адреса памяти. Такие переменные и называются указателями. Значение указателя сообщает о том, где размещен объект, но ничего не говорит о значении самого объекта.
Присваивая указателю то или иное допустимое значение, можно обеспечить доступ к данным через этот указатель. Для описания переменной типа указатель используется символ *.
Формат описания: Тип *имя; Указатель – адрес переменной какого-то определенного типа. Этот тип сообщается компилятору при объявлении указателя. int *x; char *y; Пример следует понимать так: x – это указатель на ячейку, в которой хранится целое значение, а y – указатель на однобайтовую ячейку, предназначенную для хранения символа. Двумя наиболее важными операциями, связанными с указателями, являются операция обращения по адресу * и определение адреса &. Операция обращения по адресу предназначена для записи или считывания значения, размещенного по адресу, содержащемуся в переменной-указателе. Например: int *x; ... *x=5; Операция определения адреса & возвращает адрес памяти своего операнда. Операндом должна быть переменная. Напимер: int *x; int a=5; x=& a; Кроме того, над указателями можно выполнять арифметические операции сложения и вычитания. Если у – указатель на целое, то унарная операция y++ увеличивает значение адреса, хранящегося в переменной-указателе на число равное размеру ячейки целого типа, т.е. на 2 байта; теперь оно является адресом следующей ячейки целого типа. Соответственно, оператор y--; означает, что адрес уменьшается на 2 байта. Указатели и целые числа можно складывать. Конструкция у + n (у - указатель, n - целое число) задает адрес n-гo объекта, на который указывает у. Это справедливо для любых объектов (int, char, float и др.); транслятор будет масштабировать приращение адреса в соответствии с типом, указанным в определении объекта. Любой адрес можно проверить на равенство (= =) или неравенство (! =), больше (>) или меньше (<) с любым другим адресом. Рассмотрим следующий фрагмент программы:
#include " stdafx.h" int main() { int *x, *w; int y; *x=16; y=-15; w=& y; ... } Этот текст можно понимать так: Выделить память под три переменные x, w, y, где x и w –переменные типа указатель. Оператор *x=16; означает, что в ячейку, адрес которой записан в х, помещается значение 16. Затем переменной у присваивается значение -15. После чего в указатель w записывается адрес переменной y. Синтаксически текст записан правильно. Проблема заключается в том, что указатель х не инициализирован. Описание int *x; это лишь указание компилятору резервировать память, необходимую для хранения адреса целой ячейки. Но в этой памяти может оказаться адрес любой ячейки, в том числе и адрес, где хранится полезная информация, например, операционная система. Запись в такую ячейку может привести к сбою в работе компьютера. Поэтому при работе с указателями их надо правильно инициализировать. Существует 4 способа правильного задания начального значения для указателя: 1) Описать указатель глобально, т.е. вне любой функции. При этом указатель будет инициализирован безопасным нулевым адресом. Кроме того любому указателю можно присвоить безопасный нулевой адрес, например: int *x; x=NULL; Гарантируется, что этот адрес не совпадет ни с одним адресом, уже использованным в системе. 2) Присвоить указателю адрес переменной. Например: w=& y; 3) Присвоить указателю значение другого указателя, к этому моменту правильно инициализированного. Например: x=w; 4) Использовать функции выделения динамической памяти malloc() и calloc(). При использовании этих функция необходимо подключать библиотеку < malloc.h>. Рассмотрим пример использования функции malloc(): x=(int*)malloc(sizeof(int)); Приведенный пример означает, что функция выделит область памяти, размер которой определит функция sizeof(). Если вы знаете размер ячейки заданного типа, то можно написать проще: x=(int*)malloc(2); По окончанию работы программы, память, выделенную функцией malloc() рекомендуется освободить функцией free(x); Вернемся к приведенному ранее фрагменту программы: #include " stdafx.h" #include < malloc.h>
int main() { int *x, *w; int y; x=(int*)malloc(sizeof(int)); *x=16; y=-15; w=& y; ... } Теперь никаких конфликтных ситуаций при работе с указателями не возникнет. В языке С++ существует еще одна пара операторов new и delete для динамического выделения и освобождения памяти. О них мы поговорим чуть позже.
|
