Индексирование указателя

Как было показано выше, можно получить доступ к массиву, используя арифметические действия над указателями. Интересно то, что в C++ указатель, Который ссылается на массив, можно индексировать так, как если бы это было имя массива (это говорит о тесной связи между указателями и массивами). Соответствующий такому подходу синтаксис обеспечивает альтернативу арифметическим операциям над указателями, поскольку он более удобен в некоторых ситуациях. Рассмотрим пример.

// Индексирование указателя подобно массиву.

#include <iostream>

#include <cctype>

using namespace std;

int main()

{

　char str[20] = "I love you";

　char *p;

　int i;

　p = str;

　// Индексируем указатель.

　for(i=0; p[i]; i++) p[i] = toupper(p[i]);

　cout << p; // Отображаем строку.

　return 0;

}

При выполнении программа отобразит на экране следующее.

I LOVE YOU

Вот как работает эта программа. Сначала в массив str вводится строка "I love you". Затем адрес начала этой строки присваивается указателю р. После этого каждый символ строки str с помощью функции toupper() преобразуется в его прописной эквивалент посредством индексирования указателя р. Помните, что выражение р[i] по своему действию идентично выражению *(p+i).

Указатели и строковые литералы

Возможно, вас удивит способ обработки С++-компиляторами строковых литералов, подобных следующему.

cout << strlen("С++-компилятор");

Если С++-компилятор обнаруживает строковый литерал, он сохраняет его в таблице строк программы и генерирует указатель на нужную строку. Поэтому следующая программа совершенно корректна и при выполнении выводит на экран фразу: Работа с указателями - сплошное удовольствие!.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

　char *s;

　s = "Работа с указателями - сплошное удовольствие!\n";

　cout << s;

　return 0;

}

При выполнении этой программы символы, образующие строковый литерал, сохраняются в таблице строк, а переменной s присваивается указатель на соответствующую строку в этой таблице.

Таблица строк — это таблица, сгенерированная компилятором для хранения строк, используемых в программе.

Поскольку указатель на таблицу строк конкретной программы при использовании строкового литерала генерируется автоматически, то можно попытаться использовать этот факт для модификации содержимого данной таблицы. Однако такое решения вряд ли можно назвать удачным. Дело в том, что С++-компиляторы создают оптимизированные таблицы, в которых один строковый литерал может использоваться в двух (или больше) различных местах программы. Поэтому "насильственное" изменение строки может вызвать нежелательные побочные эффекты. Более того, строковые литералы представляют собой константы, и некоторые современные С++-компиляторы попросту не позволят менять их содержимое. А при попытке сделать это будет сгенерирована ошибка времени выполнения.

Все познается в сравнении

Выше отмечалось, что значение одного указателя можно сравнивать с другим. Но, чтобы сравнение указателей имело смысл, сравниваемые указатели должны быть каким-то образом связаны друг с другом. Чаще всего такая связь устанавливается в случае, когда оба указателя указывают на элементы одного и того же массива. Например, даны два указателя (с именами А и В), которые ссылаются на один и тот же массив. Если А меньше В, значит, указатель А указывает на элемент, индекс которого меньше индекса элемента, адресуемого указателем В. Такое сравнение особенно полезно для определения граничных условий.

Сравнение указателей демонстрируется в следующей программе. В этой программе создается две переменных типа указатель. Одна (с именем start) первоначально указывает на начало массива, а вторая (с именем end) — на его конец. По мере ввода пользователем чисел массив последовательно заполняется от начала к концу. Каждый раз, когда в массив вводится очередное число, указатель start инкрементируется. Чтобы определить, заполнился ли массив, в программе просто сравниваются значения указателей start и end. Когда start превысит end, массив будет заполнен "до отказа". Программе останется лишь вывести содержимое заполненного массива на экран.

// Пример сравнения указателей.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

　int num[10];

　int *start, *end;

　start = num;

　end = &num[9];

　while(start <= end) {

　　cout << "Введите число: ";

　　　cin >> *start;

　　start++;

　}

　start = num; /* Восстановление исходного значения указателя */

　while(start <= end) {

　　cout << *start << ' ';

　　start++;

　}

　return 0;

}

Как показано в этой программе, поскольку start и end оба указывают на общий объект (в данном случае им является массив num), их сравнение может иметь смысл. Подобное сравнение часто используется в профессионально написанном С++-коде.