Указатели на объекты

В общем случае синтаксис определения указателя на объект:

Тип*Описатель

При определении указателя специфицируется имя указателя-переменной (в дальнейшем указатель) и тип объекта, на который он ссылается.

Тип задает тип объекта, адрес которого будет содержать эта переменная и может соответствовать базовому, пустому (свободному, родовому, то есть типу void), перечислению, структурному типу и типу объединения. Реально указатель на void ни на что не указывает, но обладает способностью указывать на все что угодно после его типизирования каким-либо объектом.

Описатель – это идентификатор, определяющий имя объявляемой переменой типа указатель или конструкция, которая организует непосредственно доступ к памяти. Описателю обязательно должна предшествовать звездочка (*).

Знак '*' является унарной операцией косвенной адресации, его операнд – указатель, а результат – адрес объекта, на который указывает операнд. Адресация является косвенной, так как обращение к области памяти осуществляется не напрямую по адресу (например, 1А2В), а через объект, которому в памяти соответствует определенный участок. Объем памяти, который выделяется для хранения данных, определяется типом данных и моделью памяти. Для приведенной на рисунке модели памяти адресом переменной типа char с именем ch является 1А2В, адресом переменной типа int с именем date является 1А2C, адресом переменной типа float с именем summa является 1А2E.

Рис. Адресация типов в С++

Примеры определения указателей:

int *P;

/*указатель Р может содержать адрес объекта типа int*/

float *s;

/*указатель s может содержать адрес объекта типа float*/

Синтаксис указателя на объект базового типа:

Тип*ИмяУказателя;

где ИмяУказателя – идентификатор.

Например,

char *s; //переменная s – указатель на объект типа char

double *x; /*переменная х – указатель на объект типа

double, вещественного числа с плавающей

точкой удвоенной точности*/

int *k, *ff; //k, ff – указатели на объекты целого типа

int *p, y; /*р – указатель на объект типа int,

y – целочисленная переменная и не является

указателем*/

int x, *p; /*х – целочисленная переменная и не является

указателем,

р – указатель на объект типа int*/

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

Например:

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 cpi; //указатель-константа на целую переменную

const int *const cpc;

//указатель-константа на целую константу

При объявлении указателя его можно сразу проинициализировать (задать значение):

int *pi=&i; //указатель на целую переменную

const int *pci=&ci; //указатель на целую константу

int *const cpi=&i;

//указатель-константа на целую переменную

const int *const cpc=&ci;

//указатель-константа на целую константу

Если модификатор const относится к указателю (т.е. находится между именем указателя и *), то он запрещает изменение значения указателя, а если он находится слева от типа (т.е. слева от *), то он запрещает изменение значения, на которое указывает указатель.

Способы инициализации указателя

1. Присваивание указателю адреса области памяти существующего объекта:

· с помощью операции получения адреса:

int a=5;

int *p=&a;

· с помощью проинициализированного указателя

int *r=p;

2. Присваивание указателю адреса области памяти в явном виде:

char *cp=(char*)0х В800 0000;

где 0х В800 0000 – шестнадцатеричная константа, (char*) – операция приведения типа.

3. Присваивание указателю пустого значения:

int *N=NULL; или int *N=0;

Спецификатор указателя при форматированном выводе

Если на экран необходимо вывести адрес, следует применять спецификатор %p.

%p – спецификатор указателя.

Этот спецификатор формата заставляет функцию printf() выводить на экран адрес, формат которого совместим с типом адресации, принятой в компьютере.

Операции с указателями

С указателями можно выполнять следующие операции:

· разыменование (*) – получение значения величины, адрес которой хранится в указателе;

· взятие адреса (&);

· присваивание;

· арифметические операции

§ сложение указателя только с константой,

§ вычитание: допускается разность указателей и разность указателя и константы,

§ инкремент (++) увеличивает значение указателя на величину sizeof(тип);

§ декремент (--) уменьшает значение указателя на величину sizeof(тип);

· сравнение;

· приведение типов.

Пример 1. Указатели различных типов указывают на одно и то же место в памяти. Однако при разыменовании получаются разные результаты.

// Выбор данных из памяти с помощью разных указателей

// Использование функций приведения типов

#include <iostream.h>

void main(){

unsigned long L=12345678;

char *cp=(char*)&L;

int *ip=(int*)&L;

long *lp=(long*)&L;

cout <<"\n&L = "<<&L;

cout <<"\nL = "<<L;

cout <<"\n*cp = "<<*cp;

cout <<"\n*ip = "<<*ip;

cout <<"\n*lp = "<<*lp;

}

Пример 2.

//Операции над указателями

#include <iostream.h>

void main(){

int a,c,b;

int *ca, *cb;

int *sa, *sb, *sc;

cout << "a = "; cin >> a;

cout << "b = "; cin >> b;

c=a+b;

sb=&b;//инициализация указателей через взятие адреса

sa=&a;

*sc=c;//инициализация указателя через обращение к переменной

ca=sa;//инициализация указателей через другой указатель

cb=sb;

*sa=12;//инициализация указателя через константу

cout << "\n*ca = " << *ca;

cout << "\n*sa = " << *sa;

cout << "\n*cb = " << *cb;

cout << "\n*sb = " << *sb;

cout << "\n*sc = " << *sc;

cout << "\nca = " << ca;

cout << "\ncb = " << cb;

cout << "\nsc = " << sc;

cout << "\na = " << a;

cout << "\nb = " << b;

cout << "\nc = " << c;

cout << "\n&a = " << &a;

cout << "\n&b = " << &b;

cout << "\n&c = " << &c;

cout << "\n*&a = " << *&a;

cout << "\n*cb-*ca = " << *cb-*ca;

cout << "\n*cb+*ca = " << *cb+*ca;

*cb=+2; //сложение с константой

cout << "\ncb = " << cb;

cb++; //инкремент

cout << "\ncb = " << cb;

ca--; //декремент

cout << "\ncа = " << cа;

/*разность указателей - разность их значений, деленная

на размер типа в байтах*/

cout << "\ncb-ca = " << cb-ca;

}

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.

Пример 3.

#include <iostream.h>

void main() {

int x=10;

int y=10;

int *xptr=&x;

int *yptr=&y;

//сравниваем указатели

if (xptr == yptr)

cout << "Указатели равны\n";

else

cout << "Указатели неравны\n";

//сравниваем значения, на которое указывает указатель

if (*xptr == *yptr) {

cout << "Значения равны\n";

} else {

cout << "Значения неравны\n";}

}

В приведенном примере результат первой операции сравнения будет ложным, а второй – истинным, поскольку переменные x и y имеют одно и то же значение.

Задания

1.Наберите код программы из Примера 2. Выполните компиляцию и запуск программы.

2.В программе определите и инициализируйте переменную типа double, указатель double * и указатель типа void *. Присвойте указателям адрес переменной. Напечатайте адрес переменной, значения указателей и значения, получаемые при разыменовании указателей. Чтобы продемонстрировать роли и последовательность выполнения унарных операций получения адреса & и разыменования *, выведите на печать значение выражения *&имя_переменной.

3.Определите и инициализируйте переменные разных типов (char, int, double) и один указатель типа void *. Последовательно присваивая указателю адреса переменных разных типов, выведите значения переменных с помощью разыменования указателя.

Домашние задания

1.Наберите коды программ из Примеров 1 и 3. Выполните компиляцию и запуск программ.

2.Определите и инициализируйте переменную типа double. Определите указатели char *, int *, double *, void *, инициализируйте их адресом переменной. Напечатайте значения указателей, их размеры и длины участков памяти, которые связаны с выражениями, разыменовывающими указатели.