Указатели и ссылки в С++.

Указатель – переменная, значением которой является адрес ячейки памяти. То есть указатель ссылается на блок данных из области памяти, причём на самое его начало. Указатель может ссылаться на переменную или функцию. Для этого нужно знать адрес переменной или функции. Чтобы узнать адрес конкретной переменной в С++ существует унарная операция взятия адреса &. Такая операция извлекает адрес объявленных переменных, для того, чтобы его присвоить указателю.

Указатели используются для передачи по ссылке данных, что намного ускоряет процесс обработки этих данных. В основном указатели используются для организации динамического распределения памяти, например при объявлении массива. Любой указатель необходимо объявить перед использованием, как и любую переменную. В C++ указатель объявляется с помощью звездочки (*). Существует три вида указателей:

  • указатели на объект,
  • указатели на функцию,
  • указатели на void.

Указатель на объект

Указатель на объект содержит адрес области памяти, в которой хранятся данные определенного типа (основного или составного). Простейшее объявление указателя на объект имеет вид:

тип *имя;

где тип может быть любым, кроме ссылки и битового поля. Звездочка относится непосредственно к имени, поэтому для того, чтобы объявить несколько указателей, требуется ставить ее перед именем каждого из них. Например:

int *a, b, *c;
// Здесь описываются два указателя на целое с именами а и с, а также целая переменная b.

Указатель на функцию

Указатель на функцию содержит адрес в сегменте кода, по которому располагается исполняемый код функции, то есть адрес, по которому передается управление при вызове функции. Указатели на функции используются для косвенного вызова функции, а также для передачи имени функции в другую функцию в качестве параметра. Указатель функции имеет тип «указатель функции, возвращающей значение заданного типа и имеющей аргументы заданного типа»:

тип (*имя) ( список_типов_аргументов );

Например, объявление:

int (*fun) (double, double);

задает указатель с именем fun на функцию, возвращающую значение типа int и имеющую два аргумента типа double.

Указатель на void

Указатель на void применяется в тех случаях, когда конкретный тип объекта, адрес которого требуется хранить, не определен (например, если в одной и той же переменной в разные моменты времени требуется хранить адреса объектов различных типов).

Указателю на void можно присвоить значение указателя любого типа, а также сравнивать его с любыми указателями, но перед выполнением каких-либо действий с областью памяти, на которую он ссылается, требуется преобразовать его к конкретному типу явным образом. Указатель может быть константой или переменной, а также указывать на константу или переменную. Пример:

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 ср = &i; // указатель-константа на целую переменную
const int * const срс = &ci; // указатель-константа на целую константу

Указатели на указатели

Указатели могут ссылаться на другие указатели. При этом в ячейках памяти, на которые будут ссылаться первые указатели, будут содержаться не значения, а адреса вторых указателей. Число символов * при объявлении указателя показывает порядок указателя. Чтобы получить доступ к значению, на которое ссылается указатель его необходимо разыменовывать соответствующее количество раз.

Операции с указателями в C++

С указателями можно выполнять следующие операции:

  • разадреесация, или косвенное обращение к объекту (*),
  • присваивание,
  • сложение с константой,
  • вычитание,
  • инкремент (++),
  • декремент (—),
  • сравнение,
  • приведение типов.

Операция разадрееcации, или разыменования, предназначена для доступа к величине, адрес которой хранится в указателе. Эту операцию можно использовать как для получения, так и для изменения значения величины:

char а; // переменная типа char
char * р = new char; /* выделение памяти под указатель и под динамическую переменную типа char */
*р = 'Ю'; а = *р; // присваивание значения обеим переменным

Арифметические операции с указателями (сложение с константой, 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). Если указатель на определенный тип увеличивается или уменьшается на константу, его значение изменяется на величину этой константы, умноженную на размер объекта данного типа, например:

short * р = new short [5];
p++; // значение р увеличивается на 2
long * q = new long [5];
q++; // значение q увеличивается на 4

Разность двух указателей — это разность их значений, деленная на размер типа в байтах. Суммирование двух указателей не допускается.

Ссылки в C++

Ссылка представляет собой синоним имени, указанного при инициализации ссылки. Ссылку можно рассматривать как указатель, который всегда разыменовывается. Формат объявления ссылки:

тип & имя;

где тип — это тип величины, на которую указывает ссылка, & — оператор ссылки, означающий, что следующее за ним имя является именем переменной ссылочного типа, например:

int коl;
int& pal = kol; // ссылка pal - альтернативное имя для коl
const char& CR = '\n '; // ссылка на константу

Правила объявление ссылок:

  • Переменная-ссылка должна явно инициализироваться при ее описании, кроме случаев, когда она является параметром функции, описана как extern или ссылается на поле данных класса.
  • После инициализации ссылке не может быть присвоена другая переменная.
  • Тип ссылки должен совпадать с типом величины, на которую она ссылается.
  • Не разрешается определять указатели на ссылки, создавать массивы ссылок и ссылки на ссылки.

Ссылки применяются чаще всего в качестве параметров функций и типов возвращаемых функциями значений. Ссылки позволяют использовать в функциях переменные, передаваемые по адресу, без операции разадресации, что улучшает читаемость программы. Ссылка, в отличие от указателя, не занимает дополнительного пространства в памяти и является просто другим именем величины.

 
Поделиться в facebook
Facebook
Поделиться в twitter
Twitter
Поделиться в vk
VK
Поделиться в google
Google+
Поделиться в email
Email

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Группа в VK

Помощь проекту

Обнаружили опечатку?

Сообщите нам об этом, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter, будем очень признательны!

Свежие статьи

Похожие статьи

Локальные и глобальные переменные в С++.

Локальные и глобальные переменные в С++.

Каждая переменная имеет свою область видимости, то есть такую область, в которой можно работать с переменной. За пределами этой области, о данной переменной ничего известно

 
Математические функции в С++

Математические функции в С++

В языке С++ математические функции определены в заголовочном файле <cmath> функции выполняющие некоторые часто используемые математические задачи. Например, нахождение корня, возведение в степень, sin(), cos()

 
Работа с файлами в С++.

Работа с файлами в С++.

Файл – именованный набор байтов, который может быть сохранен на некотором накопителе. Файл имеет уникальное имя, например файл.txt. Для работы с файлами в С++ необходимо

 
Структуры в C++.

Структуры в C++.

Структура – это совокупность переменных, объединенных одним именем, предоставляющая общепринятый способ совместного хранения информации. Объявление структуры приводит к образованию шаблона, используемого для создания объектов структуры.

 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: