ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.03.2021
Просмотров: 168
Скачиваний: 1
При использовании непрямой адресации можно организовать любое желаемое количество уровней, но, как правило, ограничиваются лишь двумя, поскольку увеличение числа уровней часто ведет к возникновению концептуальных ошибок.
Переменную, которая является указателем на указатель, нужно объявить соответствующим образом. Для этого достаточно перед ее именем поставить дополнительный символ "звездочка"(*). Например, следующее объявление сообщает компилятору о том, что balance — это указатель на указатель на значение типа int.
int **balance;
Необходимо помнить, что переменная balance здесь — не указатель на целочисленное значение, а указатель на указатель на int-значение.
Чтобы получить доступ к значению, адресуемому указателем на указатель, необходимо дважды применить оператор "*" как показано в следующем коротком примере.
// Использование многоуровневой непрямой адресации.
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int x, *p, **q;
x = 10;
p = &x;
q = &p;
cout << **q; // Выводим значение переменной x.
return 0;
}
Здесь переменная p объявлена как указатель на int-значеине, а переменная q — как указатель на указатель на int-значеине. При выполнении этой программы мы получим значение переменной х, т.е. число 10.
Проблемы, связанные с использованием указателей
Для программиста нет ничего более страшного, чем "взбесившиеся" указатели! Указатели можно сравнить с энергией атома: они одновременно и чрезвычайно полезны и чрезвычайно опасны. Если проблема связана с получением указателем неверного значения, то такую ошибку отыскать труднее всего.
Трудности выявления ошибок, связанных с указателями, объясняются тем, что сам по себе указатель не обнаруживает проблему. Проблема может проявиться только косвенно, возможно, даже в результате выполнения нескольких инструкций после "крамольной" операции с указателем. Например, если один указатель случайно получит адрес "не тех" данных, то при выполнении операции с этим "сомнительным" указателем адресуемые данные могут подвергнуться нежелательному изменению, и, что самое здесь неприятное, это "тайное" изменение, как правило, становится явным гораздо позже. Такое "запаздывание" существенно усложняет поиск ошибки, поскольку посылает вас по "ложному следу". К тому моменту, когда проблема станет очевидной, вполне возможно, что указатель-виновник внешне будет выглядеть "безобидной овечкой", и вам придется затратить еще немало времени, чтобы найти истинную причину проблемы.
Поскольку для многих работать с указателями — значит потенциально обречь себя на поиски ответа на вопрос "Кто виноват?", мы попытаемся рассмотреть возможные "овраги" на пути отважного программиста и показать обходные пути, позволяющие избежать изматывающих "мук творчества".
Неинициализированные указатели
Классический пример ошибки, допускаемой при работе с указателями, — использование неинициализированного указателя. Рассмотрим следующий фрагмент кода.
// Эта программа некорректна.
int main()
{
int х, *р;
х = 10;
*р = х; // На что указывает переменная р?
return 0;
}
Здесь указатель р содержит неизвестный адрес, поскольку он нигде не определен. У вас нет возможности узнать, где записано значение переменной х. При небольших размерах программы (например, как в данном случае) ее странности (которые заключаются в том, что указатель р содержит адрес, не принадлежащий ни коду программы, ни области данных) могут никак не проявляться, т.е. программа внешне будет работать нормально. Но по мере ее развития и, соответственно, увеличения ее объема, вероятность того, что р станет указывать либо на код программы, либо на область данных, возрастет. В один прекрасный день программа вообще перестанет работать. Способ не допустить создания таких программ очевиден: прежде чем использовать указатель, позаботьтесь о том, чтобы он ссылался на что-нибудь действительное!
Некорректное сравнение указателей
Сравнение указателей, которые не ссылаются на элементы одного и того же массива, в общем случае некорректно и часто приводит к возникновению ошибок. Никогда не стоит полагаться на то, что различные объекты будут размещены в памяти каким-то определенным образом (где-то рядом) или на то, что все компиляторы и операционные среды будут обрабатывать ваши данные одинаково. Поэтому любое сравнение указателей, которые ссылаются на различные объекты, может привести к неожиданным последствиям. Рассмотрим пример.
char s[80];
char у[80];
char *p1, *р2;
p1 = s;
р2 = у;
if(p1 < р2) . . .
Здесь используется некорректное сравнение указателей, поскольку C++ не дает никаких гарантий относительно размещения переменных в памяти. Ваш код должен быть написан таким образом, чтобы он работал одинаково устойчиво вне зависимости от того, где расположены данные в памяти.
Было бы ошибкой предполагать, что два объявленных массива будут расположены в памяти "плечом к плечу", и поэтому можно обращаться к ним путем индексирования их с помощью одного и того же указателя. Предположение о том, что инкрементируемый указатель после выхода за границы первого массива станет ссылаться на второй, совершенно ни на чем не основано и потому неверно. Рассмотрим этот пример внимательно.
int first[10];
int second[10];
int *p, t;
p = first;
for(t=0; t<20; ++t)
{
*p = t;
p++;
}
Цель этой программы — инициализировать элементы массивов first и second числами от 0 до 19. Однако этот код не позволяет надеяться на достижение желаемого результата, несмотря на то, что в некоторых условиях и при использовании определенных компиляторов эта программа будет работать так, как задумано автором. Не стоит полагаться на то, что массивы first и second будут расположены в памяти компьютера последовательно, причем первым обязательно будет массив first. Язык C++ не гарантирует определенного расположения объектов в памяти, и потому эту программу нельзя считать корректной.
Не забывайте об установке указателей
Следующая (некорректная) программа должна принять строку, введенную с клавиатуры, а затем отобразить ASCII-код для каждого символа этой строки. (Обратите внимание на то, что для вывода ASCII-кодов на экран используется операция приведения типов.) Однако эта программа содержит серьезную ошибку.
// Эта программа некорректна.
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
char s [80];
char *p1;
p1 = s;
do {
cout << "Введите строку: ";
gets(p1); // Считываем строку.
// Выводим ASCII-значения каждого символа.
while(*p1) cout << (int) *p1++ << ' ';
cout << ' \n';
}while(strcmp (s, "конец"));
return 0;
}
Сможете ли вы сами найти здесь ошибку?
В приведенном выше варианте программы указателю p1 присваивается адрес массива s только один раз. Это присваивание выполняется вне цикла. При входе в do-while-цикл (т.е. при первой его итерации) p1 действительно указывает на первый символ массива s. Но при втором проходе того же цикла p1 указатель будет содержать значение, которое останется после выполнения предыдущей итерации цикла, поскольку указатель p1 не устанавливается заново на начало массива s. Рано или поздно граница массива s будет нарушена.
Вот как выглядит корректный вариант той же программы.
// Эта программа корректна.
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
char s[80];
char *p1;
do {
p1 = s; // Устанавливаем p1 при каждой итерации цикла.
cout << "Введите строку: ";
gets(p1); // Считываем строку.
// Выводим ASCII-значения каждого символа.
while(*p1) cout << (int) *p1++ <<' ';
cout << '\n';
}while(strcmp(s, "конец"));
return 0;
}
Итак, в этом варианте программы в начале каждой итерации цикла указатель p1 устанавливается на начало строки.
Узелок на память. Чтобы использование указателей было безопасным, нужно в любой момент знать, на что они ссылаются.