3.Ссылочные типы

3.1. Указатели и адреса

Нетрудно свести лошадь к воде. Но если вы заставите ее плавать на спине - вот это значит, что вы чего-то добились!

Первый закон Хартли

Указатель - это переменная, содержащая адрес другой переменной, то есть значением переменной типа указатель является целое чис­ло, равное адресу того объекта, на который ссылается указатель.

Указатель существенно связан с типом объекта, на который он ссылается. Если в описании перед обозначением объекта поставить символ "*", то оно будет описывать указатель на объект того же типа и класса памяти, которые соответствуют данному обозначению без звездочки.

Указатели и целые переменные не являются взаимозаменяемыми объектами. Константа 0 - единственное исключение из этого правила: ее можно присвоить указателю и указатель можно сравнить с нулевой константой. Чтобы показать, что 0 - это специальное значение для указа­теля, вместо числа 0, как правило, записывают NULL - константу, определенную в файле stdio.h.

Унарная операция "*", называемая операцией косвенной адресации, рассматривает свой операнд как адрес объекта и обращается по это­му адресу, возвращая его содержимое.

Унарная операция "&", называемая операцией нахождения адреса, примененная к переменной, возвращает ее адрес.

Например, рассмотрим последовательность операторов:

int x,y,*px;//Описание целочисленных переменных x,y и

//указателя на целое значение px.

px = &x; //Значением переменной px станет адрес переменной x.

y = *px; //Переменная y приобретает значение "того",

// на что указывает px, то есть значение переменной x.

Таким образом, два оператора присваивания в примере эквивалентны одному оператору y=x; и *px может появляться в любом выражении, в котором может встретиться х, например, продолжим расс­мотрение предыдущего примера:

*px = 0;//Переменная х получает значение 0.

y = *px + 1; //Переменная y получает значение на 1 больше x.

*px += 1;//Увеличение содержимого x на единицу.

*px++;//Увеличение содержимого x на единицу, при

// этом постфиксная операция ++ не изменяет px,

//пока объект по адресу px не будет получен.

*++px; //Префиксная операция ++(--) увеличивает

*--px; //(уменьшает) px до получения значения x.

py = px; //Копирование содержимого указателя px в указатель

//py в результате чего py указывает на то же, что и px.

Замечания

1. Операция "&" применима только к переменным: конструкции ви­да &(х-3) или &5 запрещены.

2. Нельзя получить адрес регистровой переменной.

3.2. Адресная арифметика

В известном смысле недостатки любого произведения сводятся к одному - оно слишком длинно.

Вовенарг. Размышления и максимы. Дополнения

Вначале заметим, что ни один "правильный" указатель не может иметь значения 0, поэтому равенство нулю значения указателя может служить сигналом о ненормальном завершении выполнения функции.

Допустимы:

• присваивание значения указателя другому указателю того же типа;

• "операция" инициализации указателя. "Операторы":

char a;

char *pa=&a;

описывают символьную переменную a и указатель pa на объект типа char, а также инициализируют pa так, чтобы он указывал на a;

• операция вычитания указателей одного и того же типа;

• операции сложения и вычитания указателя и целого. Приведем несколько примеров:

1. пусть p - указатель на объект любого типа. Тогда оператор p++; увеличивает p так, что он указывает на следующий объект того же типа;

2. пусть i - переменная целого типа. Оператор p += i; увеличивает указатель p так, чтобы он указывал на объект, отстоящий на i "единиц" памяти, занимаемых объектом данного типа, от объекта, на который указывает p;

   • Операции сравнения указателей одного и того же типа. Если p и q - указатели на объекты одного типа, то к ним применимы операции отношения (<, >=, >, <=, !=, ==). Например:

     1. отношение p!=q истинно, если p и q указывают на разные объек­ты;

     2. отношение p==q истинно, если p и q указывают на один и тот же объект;

     3. отношение p!=NULL истинно, если указатель p отличен от NULL;

• Присваивание указателю нуля (NULL) и сравнение указателя с нулем (NULL).

Ниже мы будем часто пользоваться следующими стандартными операциями, используемыми для выделения и освобождения блоков памяти.