Данные типа указатель

Тип указателя представляет собой адрес ячейки памяти. Физическое представление адреса существенно зависит от аппаратной архитектуры вычислительной системы.

В языках программирования высокого уровня определена специальная константа nil, которая означает пустой указатель или указатель, не содержащий какой-либо конкретный адрес.

При решении прикладных задач с использованием языков высокого уровня наиболее частые случаи, когда могут понадобиться указатели, следующие:

1. при необходимости представить одну и ту же область памяти, а, следовательно, одни и те же физические данные, как данные разной логической структуры. В этом случае вводятся два или более указателей, которые содержат адрес одной и той же области памяти, но имеют разный тип. Обращаясь к этой области памяти по тому или иному указателю, можно обрабатывать ее содержимое как данные того или иного типа;

2. при работе с динамическими структурами данных. Память под такие структуры выделяется в ходе выполнения программы, стандартные процедуры/функции выделения памяти возвращают адрес выделенной области памяти - указатель на нее. К содержимому динамически выделенной области памяти можно обращаться только через такой указатель.

В языках высокого уровня указатели могут быть типизированными и нетипизированными. При объявлении типизированного указателя определяется и тип данного в памяти, адресуемого этим указателем. Приведем пример объявления в языке Паскаль различных типизированных указателей:

var

ipt: ^integer;

cpt: ^char;

Здесь переменная ipt представляет собой адрес области памяти, в которой хранится целое число, а cpt - адрес области памяти, в которой хранится символ. Хотя физическая структура адреса не зависит от типа и значения данных, хранящихся по этому адресу, считается, что указатели ipt и cpt имеют разный тип.

Нетипизированный указатель служит для представления адреса, по которому содержатся данные неизвестного типа. В Паскале это тип pointer. Работа с нетипизированными указателями существенно ограничена, они могут использоваться только для сохранения адреса, а обращение по адресу, задаваемому нетипизированным указателем, невозможно.

Основными операциями, в которых участвуют указатели, являются присваивание, получение адреса, выборка.

Присваивание является двухместной операцией, оба операнда которой указатели. Как и для других типов, операция присваивания копирует значение одного указателя в другой, в результате оба указателя будут содержать один и тот же адрес памяти. Если оба указателя, участвующие в операции присваивания типизированные, то оба они должны указывать на данные одного и того же типа.

Операция получения адреса – одноместная, ее операнд может иметь любой тип. Результатом является типизированный (в соответствии с типом операнда) указатель, содержащий адрес операнда.

Операция выборки – одноместная, ее операндом является типизированный указатель. Результатом этой операции являются данные, выбранные из памяти по адресу, заданному операндом. Тип результата определяется типом указателя.

Перечисленных операций достаточно для решения задач прикладного программирования, поэтому набор операций над указателями, допустимых в языке Паскаль, этим и ограничивается. Системное программирование требует более гибкой работы с адресами, поэтому, например, в языке Си доступны также операции адресной арифметики.