Pointeri

Notiunea de pointer

Pointerii au fost introdusi in limbajele de programare pentru a putea rezolva mai eficient anumite probleme sau pentru a da mai multa claritate anumitor programe.

O prima definitie poate fi urmatoarea:

Pointerul este o variabila ce contine adresa unui obiect.

Obiectul a carei adresa este retinuta de pointer poate fi:

variabila

functie

Fie urmatorul exemplu:

int x;

int *px;

Am definit o variabila de tip intreg x si o variabila pointer, care poate contine adresa unei variabile de tip intreg. Simbolul * ce apare in stanga variabilei px arata ca px este o variabila pointer.

Prin atribuirea

px=&x;

pointerul va avea ca valoare adresa de memorie alocata variabilei x (vezi laboratorul nr.1, definitia variabilei). Operatorul unar & este utilizat pentru a se obtine adresa variabilei x (operator unar=are un singur operand)

Acum putem sa lucram cu continutul variabilei x (i.e cu valoarea acesteia) prin intermediul pointerului px, deci indirect, fara sa mai folosim variabila x. La prima vedere, aceasta modalitate de lucru poate parea dificila si nu tocmai utila. Necesitatea utilizarii pointerilor va apare cu mai multa claritate in sectiunea dedicata sirurilor de caractere si functiilor.

Exemplul 1. Fie programul urmator:

#include <iostream.h>

void main()

In programul de mai sus am introdus valorile variabilelor intregi x si y, am definit un pointer la variabila x si am atribuit acestuia adresa de memorie alocat variabilei x. Sa analizam atent linia:

cout<<'x are valoarea '<<*px;

Prin *px se intelege valoarea aflata in zona de memorie a carei adresa este memorata in pointerul px. Valoarea afisata va fi chiar valoarea introdusa pentru x deoarece, inainte de afisare, pointerul px a primit ca valoare adresa variabilei x, adresa la care se afla valoarea acesteia (valoare dobandita prin utilizarea functiei cin).

Atribuirea *px=y; va modifica valolarea care se afla la adresa memorata de px, valoare care va fi valoarea introdusa de utilizator pentru variabila y. Astfel va fi modificata chiar valoarea pe care o are variabila x.

Fireste ca era mai simplu sa folosim atribuirea x=y; care are acelasi efect si ne scuteste de de-a mai folosi pointeri, insa exemplul este pur didactic.

Operatorul unar * este folosit sub forma *variabila_pointer, valoarea acestei expresii fiind valoarea care se gaseste in memorie la adresa memorata de pointerul ce apare ca operand. In concluzie, prin px avem acces la adresa variabilei x, iar prin *px la valoarea variabilei x.

Vom spune ca un pointer "refera" indirect un obiect sau ca "pointeaza"(arata) la obiectul respectiv. Variabilele pointer pot fi incadrate ca fiind de tip referinta.

Exemplul 2. Sa se calculeze suma a doua numere reale folosind pointeri.

#include <iostream.h>

void main()

2. Pointeri si tablouri

In limbajul C, exista o foarte stransa legatura intre pointeri si tablouri, astfel ca pointerii si tablourile sunt tratate la fel. Orice program in care apar tablouri poate fi modificat astfel incat sa foloseasca poiteri in locul tablourilor. In aceasta sectiune vom discuta despre legatura dintre pointeri si vectori (tablouri unidimensionale).

Fie urmatoarele declaratii:

int a[20];

int *pa;

Am declarat o variabila a , care este un vector cu maxim 20 elemente intregi si un pointer la o variabila de tip intreg. Dupa cum se stie, o valoare int are nevoie de 16 biti pentru a fi memorata, adica 2 bytes ( o variabila int poate retine numere intregi intre -32768 si 32767, vezi curs Bazele Informaticii). Pentru tabloul a vor fi alocati 2 20=40 bytes consecutivi in memorie adica, pentru primul element a[0] sunt alocati primii 2 bytes, pentru a[1] urmatorii 2 bytes,., pentru a[19] ultimii 2 bytes din cei 40 alocati.

Fie atribuirea:

pa=&a[0];

Dupa aceasta atribuire, pointerul pa contine adresa primului element al vectorului, adica pa pointeaza la inceputul vectorului a.

Daca scriem pa=&a[3]; atunci pa va referi elementul al 4-lea din vectorul a, iar *pa va contine valoarea sa.

Operatiile care se pot realiza cu pointeri sunt:

comparatia

adunarea unui pointer cu un intreg

scaderea unui intreg dintr-un pointer

Doi pointeri pot fi comparati folosind operatori relationali. In comparatia:

if(p1==p2) cout<<"Adrese identice";

else cout<<"Adrese diferite";

se verifica daca adresa memorata de p1 este aceeasi cu adresa retinuta de p2, unde p1 si p2 sunt pointeri de acelasi tip.

Se poate compara un pointer cu valoarea NULL (sau 0). Un pointer are valoarea NULL (valoare nedefinita) daca nu refera nici un obiect.

Adunarea unui pointer cu un intreg este definita numai atunci cand pointerul refera un tablou (un element al tabloului). Scaderea este definita in acelasi caz.

Exemplul 3. Sa se citeasca elementele unui vector si sa se afiseze acestea utilizand pointeri.

#include <iostream.h>

void main()

//afisarea vectorului folosind pointeri

pa=&a[0];

for(i=0;i<n;i++)

Prima pate a programului nu contine elemente noi, doar a doua parte meritand atentie. Mai intai initializam pointerul pa cu valoarea primului element al vectorului a. Ciclul for contine urmatoarele prelucrari:

afiseaza valoarea aflata la adresa indicata de pointer;

aduna pointerul pa cu 1

Incrementarea pointerului pa are ca efect modificarea adresei memorate in pa. Noua adresa este adresa zonei de memorie corespunzatoare elementului urmator, o adresa cu 2 bytes mai mare decat precedenta. Observam ca marirea pointerului cu o unitate inseamna de fapt trecerea la urmatorul element din vector.

Daca vom introduce pentru n o valoare mai mare decat 20 (numarul maxim de elemente ale vectorului, asa cum reiese din declaratie) atunci pointerul pa va depasi zona de memorie alocata vectorului si va referi o adresa la care se pot afla date importante pentru program. Urmarile pot fi imprevizibile, de la blocarea programului pana la blocarea sau inchiderea calculatorului !!!