4868

Указатели. Адресная арифметика. Ссылки

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Указатели. Адресная арифметика. Ссылки. Указатели – особый тип данных. Указатель хранит адрес, по которому в памяти располагается некоторый объект (переменная, массив, функция). Можно упрощенно представить память компьютера в виде массива после...

Русский

2012-11-28

41 KB

8 чел.

Указатели. Адресная арифметика. Ссылки.

Указатели – особый тип данных. Указатель хранит адрес, по которому в памяти располагается некоторый объект (переменная, массив, функция). Можно упрощенно представить память компьютера в виде массива последовательно пронумерованных (адресованных) ячеек (байт). Любой переменной соответствует определенный участок памяти, представляющий собой непрерывную «цепочку» байт необходимого размера. Размер зависит от типа переменной. Например, переменная типа char всегда занимает ровно 1 байт, а переменная типа int может занимать 2 и больше байта (в зависимости от архитектуры компьютера и используемого компилятора). Соответственно, зная адрес начала участка памяти, выделенного для некоторой переменной, а также её тип, можно обеспечить чтение и запись этой переменной косвенным образом, через её адрес. Возможность такой косвенной работы с переменными (а также с массивами и функциями) осуществляется с помощью указателей.

Объявления указателя на переменную выглядит так:

 тип_переменной * имя_указателя;

Адрес переменной можно получить с помощью оператора &, в следующем примере указатель p инициализируется адресом переменной i:

int i = 10; 

int * p = & i;

Указателю любого типа можно присвоить значение 0, что означает, что указатель не адресует никакой переменной.

Косвенное обращение к переменной, адрес которой хранит указатель, осуществляется с помощью оператора разыменовывания (dereferencing) *, в приведенном ниже примере значение переменной d изменяется косвенным образом через указатель pd:

double d = 10;

 double * pd = & d;

*pd = 20;

std::cout << "d: " << d << std::endl;

Попытка косвенного обращения через указатель, имеющий нулевое значение, приведет к ошибке времени выполнения (run-time).

Указатели одного типа можно присваивать друг другу, при этом оба указателя будут ссылаться на один и тот же объект:

 

 float f = 1.0;

 float * pf1 = & f; // pf1 хранит адрес переменной f

 float * pf2 = pf1; // pf2 тоже хранит адрес переменной f

* pf2 = 2.0;       // теперь f == 2.0

 float g = * pf1;   // теперь g == f (2.0)

Указатель не может адресовать объект другого типа. Такие операции запрещены, потому что интерпретация компилятором объектов, адресуемых указателем, зависит от типа указателя:

 

 int i = 10;

   float * pf = & i; // ошибка

Иногда возникают ситуации, когда нужно только само значение адреса, а не объект, на который он указывает (например, нужно сравнить адрес с каким-то другим). Для этого существует специальный указатель void, который может адресовать любой тип данных. Однако, поскольку тип объекта, адресуемого таким указателем, неизвестен, никакие манипуляции с объектом через этот указатель не допустимы. Все, что можно сделать – присвоить его значение другому указателю или сравнить его с какой-либо адресной величиной.

  int i = 10;

  float f = 5.0;

  void * pv = & i; // допустимо

  pv = & f; // допустимо

  *p v = 1; // ошибка!

Применение оператора взятия адреса & к объекту типа int возвращает результат типа int*. Если ту же операцию применить к объекту типа int * (указатель на int), получим указатель на указатель на int, т.е. int**. int** – это адрес переменной, которая содержит адрес переменной типа int. В следующем примере, разыменовав ppi, мы получим переменную типа int*, содержащую адрес переменной i. Чтобы получить значение переменной i, операцию разыменовывания к ppi надо применить дважды:

 

      int i = 10;

  int * pi1 = & i; // pi1 получает адрес i

  int ** ppi = & pi1; // ppi получает адрес pi1

  int * pi2 = * ppi;  // pi2 получает значение pi1 косвенно,

                      // через указатель ppi. Фактически,

                      // теперь pi2 тоже содержит адрес i

  

  int j = **ppi; // j получает значение i косвенно,

                 // используя двойную адресацию

Адресная арифметика.

 Указатели могут быть использованы в арифметических выражениях. К указателю можно прибавлять или вычитать целое значение. Прибавление к указателю 1 увеличивает хранящееся в нем значение адреса на размер области памяти, используемый переменной соответствующего типа. Это позволяет использовать указатели при работе с массивами: поскольку в массивах все элементы располагаются в памяти последовательно, прибавление к указателю 1 означает «перевод» его на следующий элемент массива:

      int A[10];

  int * it = & A[0]; // Указатель на начало массива

  int * end = & A[10]; // Указатель на конец массива,

                       // фактически, это адрес участка памяти,

                       // расположенного сразу после последнего

                       // элемента массива

  while ( it != end ) // пока не дошли до конца массива

  {

     *it = rand(); // записываем в текущий элемент случайное число

     ++it; // увеличиваем указатель на 1,

           // т.е. переходим к следующему элементу массива

  }

 Ссылки.

Ссылочный тип служит для задания переменной дополнительного имени (синонима). Ссылка позволяет косвенно манипулировать переменной, аналогично указателю. Чаще всего ссылки используются в качестве формальных параметров функций. Ссылочный тип описывается указанием оператора взятия адреса & перед именем переменной. Ссылка обязательно должна быть инициализирована. Определив ссылку, невозможно изменить её так, чтобы работать с другим объектом.

  int i = 10 , j = 5;

  int & ri = i; // ri - синоним переменной i

  int & ri2; // Ошибка - ссылка не инициализирована

Все операции со ссылкой относятся к адресуемой ей переменной, в том числе присваивание и взятие адреса:

  ri = j; // i получает значение j через ссылку ri

  ri++; // i увеличивается на 1 через ссылку ri

     int * pi = & ri; // указатель pi получает значение

                   // адреса i через ссылку ri


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85625. Внутрішній порядок у підрозділах 6.21 MB
  Для розміщення кожної роти необхідно передбачити такі приміщення: спальне приміщення для особового складу. народознавчу світлицю; кімнату для командира роти кімнату для підготовки офіцерів до занять; кімнату для підготовки сержантів до занять; кімнату для зберігання зброї; кімнату місце для чищення зброї...
85626. ВЕДЕНИЕ ДЕЛ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ 27.78 KB
  На каждый нормативный документ формируется дело для долгосрочного хранения (далее - дело НД). В деле НД находятся документы, подготовленные во время разработки, согласования, утверждения, регистрации, издания и применения разработанных и пересмотренных НД, а также документы об изменениях в них.
85627. ПРАВИЛА И МЕТОДЫ ПРИНЯТИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ МЕЖДУНАРОДНЫХ И РЕГИОНАЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ 41.13 KB
  Важно помнить что даже если два органа стандартизации в своих национальных стандартах ввели отклонения по МС или новую редакцию и их считают несущественными проблемы могут возникнуть из-за того что эти изменения накладываются и приводят к неприемлемости между национальными стандартами.
85628. ЭКСПЕРТИЗА ПРОЕКТОВ НАЦИОНАЛЬНЫХ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ 19.6 KB
  Экспертирование проекта НД выполняют чтобы комплексно проверить и исследовать его соответствие интересам государства потребностям потребителей уровню развития науки и техники действующим техническим регламентам и законодательству международным региональным и национальным стандартам и подготовить...
85629. РЕГИСТРАЦИЯ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ 25.87 KB
  Регистрируют национальные стандарты, межгосударственные стандарты, которые принимают по ГОСТ 1.9 как национальные, кодексы установившейся практики (установки, кодексы, правила), государственные классификаторы, изменения в эти документы, принятые Минэкономики Украины и Госстроем Украины...
85630. СТАНДАРТИЗАЦИЯ В ОРГАНИЗАЦИИ 48.28 KB
  Основными задачами этих служб по стандартизации являются: организация разработки стандартов и других документов по стандартизации на производимую проектируемую продукцию попутных и побочных продуктов и вторичных материалов и подготовка предложений по ее своевременному пересмотру...
85631. Расчет и выбор посадок типовых соединений 454.5 KB
  В соответствии с выбранными посадками подшипника на вал и в корпус по ГОСТ 25347 - 82 на поля допусков цилиндрических соединений устанавливаются предельные отклонения на размер вала по системе отверстия и на размер отверстия в корпус по системе вала.
85632. Субъекты российского предпринимательского права 36.74 KB
  Индивидуальные предприниматели и организации легитимируются в качестве хозяйствующих субъектов с помощью государственной регистрации. Российская Федерация и субъекты РФ не нуждаются в государственной регистрации в качестве субъекта предпринимательского права так как в соответствии...
85633. ТЕХНОГЕННЫЕ ОПАСНОСТИ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ВЗРЫВЫ И ПОЖАРЫ 330 KB
  Сегодня в результате деятельности человека во многих регионах нашей планеты создается новый тип среды обитания техносфера. К источникам техногенных опасностей относятся опасности связанные с использованием электрической энергии химических веществ различных видов излучения транспортных средств...