Int* V[10]; // массив указателей

Int (*p)[10]; // указатель массива

Большинство людей просто запоминает, как выглядят наиболее часто употребляемые типы. Можно описать сразу несколько имен в одном описании. Тогда оно содержит вместо одного имени список отделяемых друг от друга запятыми имен. Например, можно так описать две переменные целого типа:

int x, y; // int x; int y;

Когда мы описываем производные типы, не надо забывать, что операции описаний применяются только к данному имени (а вовсе не ко всем остальным именам того же описания). Например:

int* p, y; // int* p; int y; НО НЕ int* y;

int x, *p; // int x; int* p;

int v[10], *p; // int v[10]; int* p;

Но такие описания запутывают программу, и, возможно, их следует избегать.

Указатель может быть константой или переменной, а также указывать на кон­станту или переменную. Рассмотрим примеры:

Int I: // целая переменная

const int ci = 1; // целая константа

Int * pi: // указатель на целую переменную

const int * pci; // указатель на целую константу

int * const cp = &i; // указатель-константа на целую переменную

const int * const cpc = &ci; // указатель-константа на целую константу

Как видно из примеров, модификатор const, находящийся между именем указа теля и звездочкой, относится к самому указателю и запрещает его изменение a const слева от звездочки задает постоянство значения, на которое он указывает.

С помощью комбинаций звездочек, круглых и квадратных скобок можно описывать составные типы и указатели на составные типы.

Например, в операторе

int *(*р[10] ) ( );

объявляется массив из 10 указателей на функции без параметров, возвращающих указатели на int.

По умолчанию квадратные и круглые скобки имеют одинаковый приоритет, больший, чем звездочка, и рассматриваются слева направо. Для изменения порядка рассмотрения используются круглые скобки.

При интерпретации сложных описаний необходимо придерживаться правила, «изнутри наружу»:

• если справа от имени имеются квадратные скобки, это массив, если скобки круглые — это функция;

• если слева есть звездочка, это указатель на проинтерпретированную ранее конструкцию;

• если справа встречается закрывающая круглая скобка, необходимо применить приведенные выше правила внутри скобок, а затем переходить наружу;

• в последнюю очередь интерпретируется спецификатор типа.

Для приведенного выше описания порядок интерпретации указан цифрами:

int * ( * p [ 10 ] ) ( ):

5 3 1 2 4 // порядок интерпретации описания

( Массив /1/ из 10 /2/ указателей /3/ на функции /4/ без параметров, возвращающих указатели на int /5/ ).

Адресная арифметика

С указателями можно выполнять не только операции присваивания и обращения по адресу, но и ряд арифметических операций.

Операции с указателями

1. Присваивание. Указателю можно присвоить адрес. Обычно мы выполняем это действие, используя имя массива или операцию получения адреса &.

2. Определение значения. Операция * выдает значение, хранящееся в указанной ячейке.

3. Получение адреса указателя. Подобно любым переменным, переменная типа указатель имеет адрес и значение. Операция & сообщает нам, где находится сам указатель.

4. Увеличение указателя. Мы можем выполнять это действие с помощью обычной операции сложения либо с помощью операции увеличения. Увеличивая указатель, мы перемещаем его на следующий элемент массива.

5. Разность. Можно находить разность двух указателей. Обычно это делается для указателей, ссылающихся на элементы одного и того же массива, чтобы определить, на каком расстоянии друг от друга находятся элементы. Помните, что результат имеет тот же тип, что и переменная, содержащая размер массива!

6. Сравнение. Можно сравнивать указатели.

Прежде всего, указатели одного и того же типа можно сравнивать с помощью стандартных операций сравнения. При этом сравниваются значения указателей, а не значения величин, на которые данные указатели ссылаются. Так, в приведенном ниже примере результат первой операции сравнения будет ложным:

int x = 10;

int y = 10;

int* xptr = &x;

int* yptr = &y;

// сравниваем указатели

if (xptr == yptr) {

cout << "Указатели равны" << endl;

} else {

cout << "Указатели не равны" << endl;

}

// сравниваем значения, на которые указывают

// указатели

if (*xptr == *yptr) {

cout << "Значения равны" << endl;

} else {

cout << "Значения неравны" << endl;

}

Однако результат второй операции сравнения будет истинным, поскольку переменные x и y имеют одно и то же значение.

Кроме того, над указателями можно выполнять ограниченный набор арифметических операций. К указателю можно прибавить целое число или вычесть из него целое число. Результатом прибавления к указателю единицы является адрес следующей величины типа, на который ссылается указатель, в памяти. Поясним это на рисунке. Пусть xPtr – указатель на целое число типа long, а cp – указатель на тип char. Начиная с адреса 1000, в памяти расположены два целых числа. Адрес второго — 1004 (в большинстве реализаций Си++ под тип long выделяется четыре байта). Начиная с адреса 2000, в памяти расположены объекты типа char.

Рис. 1.  Адресная арифметика.

Размер памяти, выделяемой для числа типа long и для char, различен. Поэтому адрес при увеличении xPtr и cp тоже изменяется по-разному. Однако и в том, и в другом случае увеличение указателя на единицу означает переход к следующей в памяти величине того же типа. Прибавление или вычитание любого целого числа работает по тому же принципу, что и увеличение на единицу. Указатель сдвигается вперед (при прибавлении положительного числа) или назад (при вычитании положительного числа) на соответствующее количество объектов того типа, на который показывает указатель. Вообще говоря, неважно, объекты какого типа на самом деле находятся в памяти — адрес просто увеличивается или уменьшается на необходимую величину. На самом деле значение указателя   ptr всегда изменяется на число, кратное sizeof(*ptr).

При смешивании в выражении указателей разных типов явное преобразование типов требуется для всех указателей, кроме void*. Указатель может неявно преобразовываться в значение типа bool.

Присваивание без явного приведения типов допускается только указателям типа void* или если тип указателей справа и слева от операции присваивания один и тот же.

Присваивание указателей данных указателям функций (и наоборот) недопустимо.

Арифметические операции с указателями (сложение, вычитание, инкремент и декремент) автоматически учитывают размер типа величин, адресуемых указателями. Эти операции применимы только к указателям одного типа и имеют смысл в основном при работе со структурами данных, последовательно размещенными в памяти, например, с массивами.

Инкремент перемещает указатель к следующему элементу массива, декремент — к предыдущему.

Фактически значение указателя изменяется на величину sizeof(тип).

Разность двух указателей — это разность их значений, деленная на размер типа в байтах (разность указателей показывает, сколько объектов соответствующего типа может поместиться между указанными адресами.). Суммирование двух указателей не допускается.

При записи выражений с указателями следует обращать внимание на приоритеты операций. В качестве примера рассмотрим последовательность действий, заданную в операторе

*p++ = 10;

То же самое можно записать подробнее:

*p = 10; p++;

Выражение (*p)++, напротив, инкрементирует значение, на которое ссылается указатель.

Унарная операция получения адреса & применима к величинам, имеющим имя и размещенным в оперативной памяти. Нельзя получить адрес скалярного выражения, неименованной константы или регистровой переменной.

Бестиповый указатель

Особым случаем указателей является бестиповый указатель. Ключевое слово void используется для того, чтобы показать, что указатель означает просто адрес памяти, независимо от типа величины, находящейся по этому адресу: