Указатели. Общие сведениях об указателях

Общие сведениях об указателях
указатель - переменная, которая содержит адрес другой переменной
Указуемая переменная – переменная, адрес которой хранится в указателе

Исходные предпосылки
Физическая память компьютера – одномерный массив
Необходимость гибкой работы с адресами оперативной памяти
Си находится между Паскалем и Ассемблером
Широкое применение Си для специализированных ЭВМ с ограниченными ресурсами
Необходимость управления памятью – резервирование и освобождение в процессе работы программы

Формат описания указателя
тип *имя;
* в описании – признак указателя
тип относится к указуемой переменной
Примеры
int *p;
float *q;
char *s;

Свойства указателей
освобождают от необходимости помнить адреса ячеек памяти
поддерживают операции адресной арифметики
перемещение от одной ячейки памяти к другой
сравнение указателей

Инициализация указателей
int A[5]={2,1,5,3,4};
int *p=&A[0];//или int *p=A;

Обращение к содержимому
a=*p
* в выражении означает доступ к указуемому содержимому

Этапы работы с указателем
Определение указателя
Присваивание указателю адреса другой переменной
Работа с переменной через указатель
int a=5, *p,b=0;
p=&a;//обязательно присвоить адрес!!!
b=*p;
!!! Использование указателя со случайным адресом ведет к непредсказуемым результатам

Пустой указатель
int *t=NULL;
Пустой указатель – нулевой адрес
При обращении к нему формируется системное сообщение об ошибке

Работа с массивами с помощью указателей
int X[]={5,1,4,2,3}, *p, i=2, k=0;
p=&X[0];
p++;
k=*(p+i);

Операции адресной арифметики
Обращение к содержимому со смещением
*(p+i) – содержимое ячейки на i элементов вперед
*(p-i) – содержимое ячейки на i элементов назад
смещение должно быть целым
размер содержимого учитывается автоматически
указатель не изменяется
«Перемещение» вдоль памяти
p++ - на 1 элемент вперед
p-- - на 1 элемент назад
p+i – на i элементов вперед
p-i – на i элементов назад
указатель изменяется

Операции адресной арифметики
Cравнение указателей
p адрес в указателе q?
p==q; указатели указывают на одну и ту же ячейку?
Вычитание указателей
k=p-q;
результат – целое число, показывающее, на сколько элементов адрес в указателе p дальше от начала памяти относительно адреса в указателе q

Примеры операций над указателями
int X[]={5,1,4,2,3}, *p,*q, i=0, k=0,j=0;
p=&X[2];
q=&X[4];
p--;
k=*(p-1);//k=?
if(p
j=q-p;//j=?
if(*p>*q)
i=(*p)-(*q);//i=?

Сравнение массивов и указателей
Сходства
Обеспечивают доступ к элементам по номеру
Тип данных учитывает размер элементов
Различия
Адрес массива изменить нельзя- массив привязан к конкретной области памяти
Адрес, записанный в указателе, можно изменить с помощью операций адресной арифметики

Эквивалентность операций над указателями и массивами
int X[5],*p,k=2;
p=X;
X ~ &X[0]
X+k ~ &X[0]
p+k ~ &p[k]
*(p+k) ~ p[k]
Работу с указателями можно сделать почти неотличимой от работы с массивами

Обработка массива с помощью указателя
int X[]={5,1,4,2,3}, *p,*q, i=0, n=5,s=0;
//Способ 1
p=X;
for(i=0;i
s=s+p[i];// указатель на месте, индекс двигается
//Способ 2
for(p=X;p
s=s+(*p);// указатель двигается

Поиск элемента с помощью указателей
int X[]={5,1,4,2,3}, *p,*q, i=0, n=5,s=0;
for(p=X;p
if(*p==4)
q=p;
s=*q;
q=X;
for(p=X+1;p делает фрагмент?
if(*p<*q)
q=p;
s=*q;

Перестановки элементов с помощью указателей
int X[]={5,1,4,2,3}, *p,*q, i=0, n=5,s=0;
p=X;
q=p+4;
s=*p;
*p=*q;
*q=s;
for(q=p;q
printf(“%d”,*q);