Обращение к объектам любого типа в языке C может проводиться по имени, как мы до сих пор делали, и по указателю (косвенная адресация).
Указатель – это переменная, которая может содержать адрес некоторого объекта в памяти компьютера, например, адрес другой переменной. Через указатель, установленный на переменную, можно обращаться к участку оперативной памяти (ОП), отведенной компилятором под ее значение.
Указатель объявляется следующим образом:
тип * ID указателя;
Перед использованием указатель должен быть инициирован либо конкретным адресом, либо значением NULL (0) – отсутствие указателя.
С указателями связаны две унарные операции: и *. Операция означает «взять адрес», а операция разадресации * – «значение, расположенное по адресу», например:
int x, *y; // х – переменная типа int , у – указатель типа int
y = x; // y – адрес переменной x
*y = 1; // по адресу y записать 1, в результате x = 1
При работе с указателями можно использовать операции сложения, вычитания и сравнения, причем выполняются они в единицах того типа, на который установлен указатель.
Операции сложения, вычитания и сравнения (больше/меньше) имеют смысл только для последовательно расположенных данных – массивов. Операции сравнения «==» и «!=» имеют смысл для любых указателей, т.е. если два указателя равны между собой, то они указывают на одну и ту же переменную.
Связь указателей с массивами
Указатели и массивы тесно связаны между собой. Идентификатор массива является указателем на его первый элемент, т.е. для массива int a[10], выражения a и a[0] имеют одинаковые значения, т.к. адрес первого (с индексом 0) элемента массива – это адрес начала размещения его элементов в ОП.
Пусть объявлены – массив из 10 элементов и указатель типа double:
double a[10], *p;
если p = a; (установить указатель p на начало массива a), то следующие обращения: a[i] , *(a+i) и *(p+i) эквивалентны, т.е. для любых указателей можно использовать две эквивалентные формы доступа к элементам массива: a[i] и *(a+i). Очевидна эквивалентность следующих выражений:
a[0] « (*p) « p
Декларация многомерного массива:
тип ID[размер 1][размер 2]…[размер N];
причем быстрее изменяется последний индекс, т.к. многомерные массивы размещаются в ОП в последовательности столбцов, например, массив целого типа, состоящий из двух строк и трех столбцов (с инициализацией начальных значений)
int a[2][3] = {{0,1,2},{3,4,5}};
в ОП будет размещен следующим образом:
a[0][0]=0, a[0][1]=1, a[0][2]=2, a[1][0]=3, a[1][1]=4, a[1][2]=5.
Если в списке инициализаторов данных не хватает, то соответствующему элементу присваивается значение 0.
Указатели на указатели
Связь указателей и массивов с одним измерением справедливо и для массивов с бoльшим числом измерений.
Если рассматривать предыдущий массив (int a[2][3];) как массив двух массивов размерностью по три элемента каждый, то обращение к элементу а[i][j] соответствует эквивалентное выражение *(*(а+i)+j), а объявление этого массива с использованием указателей будет иметь вид
int **а;
Таким образом, имя двухмерного массива – ID указателя на указатель.
Динамическое размещение данных
Для создания массивов с переменной размерностью используется динамическое размещение данных, декларируемых указателями.
Для работы с динамической памятью используются стандартные функции библиотеки alloc.h:
void *malloc(size) и void *calloc(n, size) – выделяют блок памяти размером size и n´sizeбайт соответственно; возвращают указатель на выделенную область, при ошибке – значение NULL;
void free(bf); – освобождает ранее выделенную память с адресом bf.
Другим, более предпочтительным подходом к динамическому распределению памяти является использование операций языка С++ new и delete.
Операцияnewвозвращает адрес ОП, отведенной под динамически размещенный объект, при ошибке – NULL, а операция deleteосвобождает память.
Минимальный набор действий, необходимых для динамического размещения одномерного массива действительных чисел размером n:
double *а;
. . .
а = new double[n]; // Захват памяти для n элементов
. . .
delete []а; // Освобождение памяти
Минимальный набор действий, необходимых для динамического размещения двухмерного массива действительных чисел размером n´m:
int i, n, m; // n, m – размеры массива
double **a;
a = new double *[n]; // Захват памяти под указатели
for(i=0; i
. . .
for(i=0; i
delete []a;
Для современных компиляторов (версий старше «6») для освобождения памяти достаточно записать только delete []a;
