Контрольные вопросы

1. Каково общее назначение указателей в языке С?

2. Какие арифметические операции допускаются для указателей?

3. Какие унарные операторы используются с указателями? Как они называются?

4. Для каких типов данных может быть использован указатель?

5. Как числовые значения указателей изменяются при их инкрементировании в зависимости от типов данных.

6. С помощью какого формата осуществляется вывод на консоль адресов переменных заданного типа?

7. Что такое многоуровневая адресация? Как она организуется в языке С?

8. Как осуществляется инициализация указателей на вещественные типы данных?

9. Как осуществляется инициализация указателей на символьный тип данных?

10. Какой смысл имеет значение указателя NULL?

11. Что произойдет, если применить к указателю со значением NULL операцию разыменования?

12. Как следует определять и инициализировать указатель на константу?

13. Как следует определять и инициализировать константный указатель?

14. В чем отличие константного указателя от указателя на константу?

Библиографический список

1. Керниган Б. У. Язык программирования С : пер. с англ./Б. У.Керниган, Д. М.Ритчи. – 2-е изд. – М.: Вильямс, 2007. – 304 с.

2. Кочан С. Программирование на языке С : пер. с англ./С. Кочан. – 3-е изд.– М.: Вильямс, 2007. – 496 с.

3. Подбельский В.В. Программирование на языке Си: учеб. пособие/ В.В.Подбельский, С.С.Фомин. – 2-е изд., доп. – М.: Финансы и статистика, 2007. – 600 с.

4. Шилдт Г. Полный справочник по С : пер. с англ./Г. Шилдт. – 4-е изд. – М.: Вильямс, 2007. – 704 с.

5. Подбельский В.В. Практикум по программированию на языке Си: учеб. пособие/В.В.Подбельский. – М. : Финансы и статистика, 2004. – 576 с.

6. Horton Ivor. Beginning C : From Novice to Professional / Ivor Horton. – 4-th ed. – N. Y. : Apress, 2006. – 640 p.

Тема 8 Указатели и массивы в языке с

Рассматриваются вопросы взаимосвязи указателей и массивов, как числовых, так и символьных, анализируются допустимые операции с указателями и массивами, массивы указателей и указатели на указатели.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Одной из наиболее распространенных конструкций с использованием указателей являются массивы [1]. Результатом применения указателей для массивов является меньшее количество используемой памяти и высокая производительность [1].

В языке С массивы – это упорядоченные данные (элементы) одного типа. Компилятор языка С рассматривает имя массива как адрес его первого элемента. Например, если имя массива Arr с десятью элементами, то компилятор преобразует i-й элемент (0  i < 10) по правилам работы с указателями с операцией разыменования: *(Arr + i). Здесь Arr как бы указатель, а i – целочисленная переменная. Сумма (Arr + i) указывает на i-й элемент массива, а операция разыменования (оператор раскрытия ссылки *) дает его значение.

Имя массива без индекса образует указатель на начало этого массива.

Следует помнить следующее: отличие имени массива от указателя состоит в том, что имя массива не может быть изменено. Оно всегда указывает на одно и то же место в памяти – на нулевой элемент.

Пусть, например, массив Arr содержит 10 целочисленных переменных:

int Arr[10];

Тогда можно объявить указатель ptr, который будет указывать на элементы массива Arr:

int *ptr;

Тип указателя (в примере это int) должен соответствовать типу объявленного массива.

Для того чтобы указатель ptr ссылался на первый элемент (с нулевым индексом) массива Arr, можно использовать утверждение

ptr = Arr;

В то же время можно применить прямую адресацию:

ptr = &Arr[0];

Обе формы записи эквивалентны.

Аналогичные утверждения будут справедливы для других типов массивов: char, float, double и пр.

Если указатель ptr указывал на первый элемент (с нулевым индексом) массива Arr, то для обращения к следующему элементу массива допустимы такие формы утверждений:

ptr = &Arr[1];

ptr += 1;

Соответственно выражение *(ptr+1) будет ссылаться на значение, содержащееся в элементе Arr[1].

Утверждение

ptr += n;

заставит указатель *ptr ссылаться на элемент массива, находящийся на расстоянии n от того, на который ранее ссылался указатель, независимо от типа элементов, содержащихся в массиве [1]. Разумеется, значение n должно быть в допустимых пределах для данного объема массива.

При работе с указателями и массивами особенно удобны операторы инкремента «++» и декремента «––». Использование оператора инкремента с указателем аналогично операции суммирования с единицей, а операция декремента имеет тот же эффект, что и вычитание единицы из указателя.

В языке программирования С вполне корректной операцией является сравнение указателей. К указателям применяются операции сравнения >, >=, !=, ==, <=, < [3]. Сравнивать указатели допустимо только с другими указателями того же типа или с константой NULL, обозначающей значение условного нулевого адреса. Константа NULL – это особое значение переменной-указателя, присваиваемое ей в том случае, когда она не должна иметь никакого значения. Его можно присвоить переменной-указателю любого типа. Оно представляет собой целое число нуль.

Особое значение имеет сравнение двух указателей, которые связаны с одним и тем же массивом данных.

Рассмотрим инициализацию указателей типа char:

char *ptr = "hello, world";

Переменная *ptr является указателем, а не массивом. Поэтому строковая константа "hello, world" не может храниться в нем. Тогда возникает вопрос, где она хранится. Для этого следует знать, что происходит, когда компилятор встречает строковую константу. Он создает так называемую таблицу строк, где сохраняет строковые константы, которые попадаются ему по ходу чтения текста программы [4]. Следовательно, когда встречается объявление с инициализацией, то компилятор сохраняет "hello, world" в таблице строк, а указатель *ptr записывает ее адрес.

Поскольку указатели сами по себе являются переменными, их можно хранить в массивах, как и переменные других типов [2]. Получается массив указателей.

Массив указателей фиксированных размеров вводится одним из следующих определений [4]:

тип *имя_массива [размер];

тип *имя_массива [ ] = инициализатор;

тип *имя_массива [размер] = инициализатор;

В данной инструкции тип может быть как одним из базовых типов, так и производным; имя_массива – идентификатор, определяемый пользователем по правилам языка С; размер – константное выражение, вычисляемое в процессе трансляции программы; инициализатор – список в фигурных скобках значений элементов заданного типа (т.е. тип).

Рассмотрим примеры: