9740

Ссылочные типы данных (указатели)

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Ссылочные типы данных (указатели) Переменные рассмотренных ранее типов данных называют статическими, так как по имени переменной осуществляется обращение к заранее (во время трансляции) зарезервированной области памяти. Иногда возникает необходимо...

Русский

2013-03-15

62 KB

6 чел.

Ссылочные типы данных (указатели)

Переменные рассмотренных ранее типов данных называют статическими, так как по имени переменной осуществляется обращение к заранее (во время трансляции) зарезервированной области памяти. Иногда возникает необходимость в динамическом порождении объектов и размещении их в памяти ЭВМ во время выполнения программы. Такая ситуация может встретиться, когда количество объектов в программе заранее не известно и отвести достаточное место в памяти невозможно.

ДИНАМИЧЕСКИЕ ПЕРЕМЕННЫЕ

Динамическая переменная не указывается явно в описаниях переменных и у нее нет имени. Для доступа к динамическим переменным предназначены переменные специального типа данных, называемого ссылочным. Ссылочный тип данных задается как ^<тип>. Переменная ссылочного типа может указывать на динамические объекты только заданного типа. Например, описание

TYPE T=^INTEGER;

VAR A:T;

 B:^REAL;

означает, что ссылочная переменная А указывает на динамические объекты целого типа, а ссылочная переменная В - на динамические объекты вещественного типа.

Ссылочной переменной может быть присвоено "пустое" значение адреса, обозначаемое служебным словом NIL. Оператор присваивания A:=NIL означает, что ссылочная переменная А не указывает ни на один динамический объект. Память под переменные А и В отводится на этапе трансляции.

Для порождения динамических объектов предназначена стандартная процедура NEW(A), где А–параметр ссылочного типа. После работы процедуры NEW(A) переменная А получает значение ссылки на порожденный объект. Чтобы получить доступ к динамически выделенной памяти, необходимо написать А^, что означает "идти по адресу, хранящемуся в А". Например, во фрагменте программы

VAR X,Y: ^INTEGER;

...

NEW(X); X^: = 13; Y: = X;

WRITELN(Y^); WRITELN(X^+20);

...

сначала динамически порождается объект целого типа. Это означает, что выделяется место в памяти, но ничего туда не заносится. При этом переменной ссылочного типа X присваивается значение адреса динамического объекта. Оператор присваивания X^: = 13 заносит целое число 13 в динамическую переменную. Ссылочная переменная Y может содержать адрес любого объекта целого типа, поэтому правомерен оператор присваивания Y:=X. Он заносит в переменную Y значение того же адреса, что хранится в переменной X. Первый оператор печати выведет целое число 13, а второй - число 33. Но при этом целочисленное значение, хранящееся в динамической переменной, не изменится (рис. 1).

Рис. 1

Для уничтожения динамических объектов служит стандартная процедура DISPOSE(X), где X - переменная ссылочного типа. После окончания работы процедуры ссылочной переменной X присваивается значение NIL, а память, занимаемая динамической переменной, освобождается.

{Sample code for the New and Dispose procedures.}

type

 Str18 = string[18];

var

 P: ^Str18;

begin

 New(P);

 P^ := 'Now you see it...';

 writeln(p^);

 Dispose(P);  { Now you don't... }

end.

Указатель – это переменная, содержащая не сами данные, а адрес в памяти, где эти данные находятся.

Описанные выше указатели связаны с некоторым типом данных. Поэтому их называют типизированными указателями.

В Паскале можно объявлять указатель и не связывать его при этом с каким-либо конкретным типом данных. Для этого служит стандартный тип Pointer, например:

var

р:   Pointer;

Указатели такого рода называются нетипизированными. Поскольку нетипизированные указатели не связаны с конкретным типом, с их помощью удобно динамически размещать данные, структура и тип которых меняются в ходе работы программы.

Как уже говорилось, значениями указателей являются адреса переменных в памяти, поэтому следовало бы ожидать, что значение одного указателя можно передавать другому. На самом деле это не совсем так. В Паскале можно передавать значения только между указателями, связанными с одним и тем же типом данных. Если, например,

var

pI1,pI2:^Integer;

pR: ^Real;

p:  Pointer;

то присваивание

pIl   := pI2;

вполне допустимо, в то время как

pIl   := pR;

запрещено, поскольку pI1 и pR указывают на разные типы данных. Это ограничение, однако, не распространяется на нетипизированные указатели, поэтому мы могли бы записать

p := pR;

pIl := р;

и тем самым достичь нужного результата.

Динамические списковые структуры

Наиболее часто ссылочные типы данных применяют для организации динамических списковых структур. К ним относятся очереди, списки, деревья и подобные структуры. Здесь рассматриваются только однонаправленные списки.

Для задания списковых структур необходимо определить объект комбинированного типа, в состав которого входит ссылка на объект данного типа. В языке ПАСКАЛЬ разрешено определять ссылки на объекты до описания объектов, следовательно,

TYPE  my_pointer=^element;

  data = my_data_type;

  element = RECORD

    C: my_pointer;

    D: data

  END;

Определив таким образом ссылочный тип, можно, например, построить связанный однонаправленный список (Рис. 2).

Рис. 2

Указатель НАЧ содержит ссылку на первый элемент списка. Каждый элемент списка содержит поле С–ссылку на следующий элемент – и поле данных D, которое, в свою очередь, может быть достаточно сложной структурой. Поле ссылки последнего элемента списка содержит пустую ссылку (NIL). Двигаясь по указателям (ссылкам), можно последовательно просмотреть весь список. Если из списка необходимо удалить любой элемент, кроме первого, то для этого достаточно изменить поле ссылки предыдущего элемента.

Рис. 3.

На рис. 3 показано исключение из списка элемента F. Для этого адрес элемента В, который хранился в поле ссылки элемента F, записывается в поле ссылки элемента А, после чего элемент А будет указывать на В, а элемент F станет недоступным, так как на него никто не ссылается.

Пусть ПРЕД - переменная ссылочного типа, содержащая ссылку на элемент, предшествующий удаляемому. Тогда, чтобы осуществить операцию исключения, достаточно выполнить следующий оператор присваивания:

ПРЕД^.С: = ПРЕД^.С^.С

Правая часть оператора присваивания читается так: идти по ссылке, хранящейся в ПРЕД, взять ссылку из поля С, идти по ней, взять ссылку из поля С удаляемого элемента. Полученное ссылочное значение записывается в поле С элемента, предшествующего удаляемому.

Чтобы вставить элемент в произвольное место связанного списка, кроме начала, также необходимо изменить только значения указателей. Сами элементы списка при этом не перемещаются. Например, на рис. 4 показано включение в связанный список элемента X.

Рис.  4

Пусть ссылочная переменная ПОС указывает на элемент, после которого необходимо вставить в список элемент X. На элемент X указывает ссылочная переменная НОВ. Операция вставки реализуется двумя операторами присваивания:

HOB^.C: = ПOC^.C;

ПОС^.C:=HOB

Первый оператор заносит в поле ссылки вставляемого элемента ссылочное значение, указывающее на элемент В и содержащееся ранее в F. Второй оператор записывает в поле ссылки элемента F ссылку на вставляемый элемент.

Рис. 5

Для добавления в конец списка элемента X (рис. 5) достаточно найти последний элемент списка (у него поле ссылки имеет значение NIL) и переслать в его поле ссылки указатель на добавляемый элемент. При этом поле ссылки добавляемого элемента должно содержать NIL.

Эти действия реализуются операторами

HOB^.C: = NIL; ПОC^.С: = НОВ;

Приведенный пример является частным случаем добавления элемента в список.

Рис. 6

Обычно при построении связанных списков вводят ссылочную переменную, указывающую на начало списка, на его первый элемент. Поэтому при удалении первого элемента (рис. 6.а) или при вставке нового элемента в начало списка (рис. 6.б) необходимо переопределять не указатель предыдущего элемента, как в рассмотренных выше примерах, а значение начального указателя.

Операция удаления реализуется одним оператором НАЧ: = НАЧ^.С, а операция вставки - двумя операторами: НОВ^.С: = НАЧ; НАЧ: = НОВ.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

46079. Система коррекционного воздействия при ринолалии в послеоперационный период 28.5 KB
  Постановка гласных звуков. Занятия снова начинают с проговаривания гласных звуков а и э. Как только небо станет удерживаться в подъеме 1 2 секунды следует приступать к нормализации резонанса гласных звуков. Ребенок упражняется в начале в проговаривании изолированных гласных звуков а затем в сочетаниях по 23 звука.
46080. Характеристика различных аспектов изучения дизартрии 14 KB
  Характеристика различных аспектов изучения дизартрии. Основные проявления дизартрии состоят в расстройстве артикуляции звуков нарушениях голосообразования а также в изменениях темпа речи ритма и интонации. Причинами дизартрии являются органические поражения центральной нервной системы в результате воздействия различных неблагоприятных факторов на развивающийся мозг ребенка во внутриутробном и раннем периодах развития. Клиническая картина дизартрии впервые была описана более ста лет назад у взрослых в рамках псевдобульбарного...
46081. Дизартрия. Этиология, механизмы нарушения, симптоматика 19.5 KB
  Этиология дизартрии определяется органическим поражением центральной и периферической нервной системы под влиянием различных неблагоприятных внешних экзогенных факторов воздействующих во внутриутробном периоде развития в момент родов и после рождения. Основными признаками дизартрии являются дефекты звукопроизношения и голоса сочетающиеся с нарушениями речевой моторики и речевого дыхания. При дизартрии в отличие от дислалии может нарушаться произношение как согласных так и гласных звуков. В зависимости от нарушений все дефекты...
46082. Классификация дизартрии, характеристика основных форм и степеней нарушения 35 KB
  У детей с описываемой формой дизартрии наблюдается атрофия мышц языка и глотки снижается также тонус мышц атония. Иногда при подкорковой дизартрии у детей наблюдается снижение слуха осложняющее речевой дефект. Наблюдается инертность иннервационного импульса. Наблюдается при поражении мозжечка и его связей с другими отделами ЦНС.
46083. Характеристика основных направлений коррекционной работы при различных формах дизартрии 29 KB
  Развитие артикуляционной моторики речевого дыхания постановка и закрепление звуков в речи. Важная задача – развитие слухового восприятия и звукового анализа а также восприятия и воспроизведения ритма. Основная цель: развитие речевого общения и звукового анализа. Проводится работа по коррекции артикуляционных нарушений: при спастичности – расслабление мышц артикуляционного аппарата выработка контроля над положением рта развитие артикуляционных движений развитие голоса; коррекция речевого дыхания; развитие ощущений артикуляционных движений...
46084. Этиология и классификация нарушений голоса 27.5 KB
  Этиология и классификация нарушений голоса. Проблема нарушений голоса у детей остается актуальной так как голосовые перегрузки связанные с коллективным воспитанием ребенка в д с участие в разнообразных вокальных и хоровых коллективах не имеющих опытных педагогов экологические и социальные проблемы приводят к тому что в фониатрической и логопедической практике нередко приходится сталкиваться с детьми страдающими заболеваниями голосового аппарата. Нарушения голоса – это отсутствие или расстройство фонации вследствие патологических...
46085. КОМПЛЕКС МЕДИКО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПРИ УСТРАНЕНИИ РАЗНЫХ ФОРМ НАРУШЕНИЯ ГОЛОСА 27 KB
  КОМПЛЕКС МЕДИКОПЕДАГОГИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПРИ УСТРАНЕНИИ РАЗНЫХ ФОРМ НАРУШЕНИЯ ГОЛОСА. Нарушение голоса – это отсутствие или расстройство фонации вследствие патологических изменений голосового аппарата. Восстановление голоса необходимо начинать как можно раньше. Восстановление голоса при парезах и параличах гортани.
46086. ХАРАКТЕРИСТИКА НАРУШЕНИЙ ТЕМПО-РИТМИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ РЕЧИ 24.5 KB
  ХАРАКТЕРИСТИКА НАРУШЕНИЙ ТЕМПОРИТМИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ РЕЧИ. К нарушениям темпа речи относятся брадилалия и тахилалия. При указанных расстройствах нарушается развитие как внешней так и внутренней речи. При тяжёлой степени нарушается процесс коммуникации и расстройства темпа речи определяются как патологические.
46087. ЗАИКАНИЕ. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕОРИЙ ЗАИКАНИЯ И СОВРЕМЕННЫХ ВЗГЛЯДОВ НА МЕХАНИЗМ ЗАИКАНИЯ 20.5 KB
  ЗАИКАНИЕ. Заикание – нарушение темпоритмической организации речи обусловленное судорожным состоянием мышц речевого аппарата. заикание пытались объяснить как следствие несовершенства периферического аппарата речи Санторини – отверстие в твёрдом нёбе Вутцер – ненормальное углубление нижней челюсти ЭрведеШегуан – неправильное соотношение между длиной языка и полостью рта. Другие исследователи связывали заикание с нарушениями в функционировании речевых органов: В начале 19 в.