Операции над указателями (косвенная адресация)

Указатель может использоваться в выражениях вида

p # ie, ##p, p##, p# = ie,

где: p - указатель, ie - целочисленное выражение, # - символ операции '+' или '-'.

Значением таких выражений является увеличенное или уменьшенное значение указателя на величину ie*sizeof(*p). Следует помнить, что операции с указателями выполняются в единицах памяти того типа объекта, на который ссылается этот указатель.

Текущее значение указателя всегда ссылается на позицию некоторого объекта в памяти с учетом правил выравнивания для соответствующего типа данных. Таким образом, значение p#ie указывает на объект того же типа, расположенный в памяти со смещением на ie позиций.

При сравнении указателей могут использоваться отношения любого вида (">", ">=", "<", "<=", "==", "!="). Наиболее важными видами проверок являются отношения равенства или неравенства.

Отношения порядка имеют смысл только для указателей на последовательно размещенные объекты (элементы одного массива).

Разность двух указателей дает число объектов адресуемого ими типа в соответствующем диапазоне адресов. Очевидно, что уменьшаемый и вычитаемый указатель также должны соответствовать одному массиву, иначе результат операции не имеет практической ценности.

Любой указатель можно сравнивать со значением NULL, которое означает недействительный адрес. Значение NULL можно присваивать указателю как признак пустого указателя. NULL заменяется препроцессором на выражение (void *)0.

Ссылка

Ссылка - это не тип данных, а константный указатель, т.е. это объект, который указывает на положение другой переменной.

Ссылка - это константный указатель, который отличается от переменного указателя тем, что для ссылки не требуется специальной операции разименования. Над указателями возможны арифметические операции. Над ссылкой арифметические операции запрещены, т.к. ссылка декларируется следующим образом:

type &ID = инициализатор;

Инициализатор - это идентификатор объекта, на который в дальнейшем будет указывать ссылка. Пример:

int a = 8;

int &r = a;

Ссылка получила псевдоним объекта указанного в качестве инициализатора. В данном примере, одинаковыми будут следующие действия:

a++;

r++;

12. Массивы

Понятие массива

В математике для удобства записи различных операций часто используют индексированные переменные: векторы, матрицы, тензоры. Так, вектор представляется набором чисел (c₁ c₂....c_n), называемых его компонентами, причем каждая компонента имеет свой номер, который принято обозначать в виде индекса. Матрица А – это таблица чисел (а_ij, i=1,..., m; j=1,..., n), i – номер строки, j – номер столбца. Операции над матрицами и векторами обычно имеют короткую запись, которая обозначает определенные, порой сложные действия над их индексными компонентами. Например, произведения двух векторов записывается как

.

Произведение матрицы на вектор

.

Произведение двух матриц

.

Введение индексированных переменных в языках программирования также позволяет значительно облегчить реализацию многих сложных алгоритмов, связанных с обработкой массивов однотипных данных.

В языке Си для этой цели имеется сложный тип переменных – массив, представляющий собой упорядоченную конечную совокупность элементов одного типа. Число элементов массива называют его размером. Каждый элемент массива определяется идентификатором массива и своим порядковым номером - индексом. Индекс – целое число, по которому производится доступ к элементу массива. Индексов может быть несколько. В этом случае массив называют многомерным, а количество индексов одного элемента массива является его размерностью.

Одномерные массивы

Индексы у одномерных массивов в языке Си начинаются с 0, а в программе одномерный массив объявляется следующим образом:

<тип> < ID_массива>[размер]={список начальных значений};

где: тип – базовый тип элементов (целый, вещественный, символьный);

размер – количество элементов массива.

Список начальных значений используется при необходимости инициализировать данные при объявлении, он может отсутствовать.

Размер массива может задаваться константой или константным выражением. Нельзя задавать массив переменного размера. Для этого существует отдельный механизм – динамическое выделение памяти.

Пример объявления массива целого типа: int a[5];

В массиве «а» первый элемент: а[0], второй – а[1], … пятый - а[4].

Обращение к элементу массива в программе на языке Си осуществляется в традиционном для многих других языков стиле - записи операции обращения по индексу, например:

a[0]=1;

a[i]++;

a[3]=a[i]+a[i+1];

Пример объявления массива целого типа с инициализацией значений:

int a[5]={2, 4, 6, 8, 10};

Если в группе {…} список значений короче, то оставшимся элементам присваивается 0.

Внимание. В языке С с целью повышения быстро­дей­ствия программы отсутствует механизм контроля границ изменения индексов массивов. При необходимости такой механизм должен быть запрограммирован явно.