Читать онлайн «C# 4.0 полное руководство - 2011». Страница 162

Второй оператор, *, является дополнением оператора &. Этот унарный оператор находит значение переменной, расположенной по адресу, на который указывает его операнд. Следовательно, этот оператор обращается к значению переменной, на которую указывает соответствующий указатель. Так, если переменная ip содержит адрес памяти переменной num, как показано в предыдущем примере, то в следующей строке кода:

int val = *ip;

в переменной val сохраняется значение 10 переменной num, на которую указывает переменная ip. Операцию * можно рассматривать как получение значения по адресу. Поэтому приведенный выше оператор присваивания описывается словами следующим образом: "Переменная val получает значение по адресу, хранящемуся в переменной ip."

Оператор * можно использовать также в левой части оператора присваивания. В этом случае он задает значение, на которое указывает соответствующий указатель, как в приведенном ниже примере.

*ip = 100;

В данном примере значение 100 присваивается переменной, на которую указывает переменная ip, т.е. переменной num. Поэтому приведенный выше оператор присваивания описывается словами следующим образом: "Разместить значение 100 по адресу, хранящемуся в переменной ip."

Применение ключевого слова unsafe

Любой код, в котором используются указатели, должен быть помечен как небезопасный с помощью специального ключевого слова unsafe. Подобным образом можно пометить конкретные типы данных (например, классы и структуры), члены класса (в том числе методы и операторы) или отдельные кодовые блоки как небезопасные. В качестве примера ниже приведена программа, где указатели используются в методе Main (), помеченном как небезопасный.

// Продемонстрировать применение указателей и ключевого слова unsafe.

using System;

class UnsafeCode {

// Пометить метод Main() как небезопасный, unsafe static void Main() { int count = 99;

int* p; // создать указатель типа int

p = &count; // поместить адрес переменной count в переменной р

Console.WriteLine("Исходное значение переменной count: " + *р) ;

*р = 10; // присвоить значение 10 переменной count,

// на которую указывает переменная р

Console.WriteLine("Новое значение переменной count: " + *р);

Эта программа дает следующий результат.

Исходное значение переменной count: 99 Новое значение переменной count: 10

Применение модификатора fixed

В работе с указателями нередко используется модификатор fixed, который препятствует удалению управляемой переменной средствами "сборки мусора'7. Потребность в этом возникает, например, в том случае, если указатель обращается к полю в объекте определенного класса. А поскольку указателю ничего не известно о действиях системы "сборки мусора", то он будет указывать не на тот объект, если удалить нужный объект. Ниже приведена общая форма модификатора fixed:

fixed (тип* р = &фиксированный_объект) {

// использовать фиксированный объект

}

где р обозначает указатель, которому присваивается адрес объекта. Этот объект будет оставаться на своем текущем месте в памяти до конца выполнения кодового блока. В качестве адресата оператора fixed может быть также указано единственное выражение, а не целый кодовый блок. Модификатор fixed допускается использовать только в коде, помеченном как небезопасный. Кроме того, несколько указателей с модификатором fixed могут быть объявлены списком через запятую.

Ниже приведен пример применения модификатора fixed.

// Продемонстрировать применение оператора fixed.

using System;

class Test {

public int num;

public Test (int i) { num = i; }

}

class FixedCode {

// Пометить метод Main() как небезопасный, unsafe static void Main() {

Test о = new Test(19);

fixed (int* p = &o.num) { // использовать модификатор fixed для размещения

// адреса переменной экземпляр о.num в переменной р

Console.WriteLine("Исходное значение переменной о.num: " + *р);

*р = 10; // присвоить значение 10 переменной count,

// на которую указывает переменная р

Console.WriteLine("Новое значение переменной о.num: " + *р);

}

}

}

Вот к какому результату приводит выполнение этой программы.

Исходное значение переменной о.num: 19 Новое значение переменной о.num: 10

В данном .примере модификатор fixed препятствует удалению объекта о. А поскольку переменная р указывает на переменную экземпляра о . num, то она будет указывать на недостоверную область памяти, если удалить объект о.

Доступ к членам структуры с помощью указателя

Указатель может указывать на объект типа структуры при условии, что структура не содержит ссылочные типы данных. Для доступа к члену структуры с помощью указателя следует использовать оператор-стрелку (->), а не оператор-точку (.). Например, доступ к членам структуры

struct MyStruct { public int a; public int b;

public int Sum() { return a + b; }

}

осуществляется следующим образом.

MyStruct о = new MyStruct();

MyStruct* p; // объявить указатель

p = &o;

p->a = 10; // использовать оператор -> p->b =20; // использовать оператор ->

Console.WriteLine("Сумма равна " + p->Sum());

Арифметические операции над указателями

Над указателями можно выполнять только четыре арифметические операции: ++, —, + и -. Для того чтобы стало понятнее, что именно происходит в арифметических операциях над указателями, рассмотрим сначала простой пример. Допустим, что переменная pi является указателем с текущим значением 2000, т.е. она содержит адрес 2000. После выполнения выражения

pl++;

переменная pi будет содержать значение 2004, а не 2001! Дело в том, что после каждого инкрементирования переменная pi указывает на следующее значение типа int. А поскольку тип int представлен в C# 4 байтами, то в результате инкрементирования значение переменной pi увеличивается на 4. Справедливо и обратное: при каждом декрементировании переменной pi ее значение уменьшается на 4. Например выражение

pl—;

приводит к тому, что значение переменной pl становится равным 1996, если раньше оно было равно 2000!

Все сказанное выше можно обобщить: после каждого инкрементирования указатель будет указывать на область памяти, где хранится следующий элемент его соотносимого типа, а после каждого декрементирования указатель будет указывать на область памяти, где хранится предыдущий элемент его соотносимого типа.

Арифметические операции над указателями не ограничиваются только инкрементированием и декрементированием. К указателям можно добавлять и вычитать из них целые значения. Так, после вычисления следующего выражения:

pi = pi + 9;    ,

переменная pi будет указывать на девятый элемент ее соотносимого типа по отношению к элементу, на который она указывает в настоящий момент.

Если складывать указатели нельзя, то разрешается вычитать один указатель из другого, при условии, что оба указателя имеют один и тот же соотносимый тип. Результатом такой операции окажется количество элементов соотносимого типа, которые разделяют оба указателя.

Кроме сложения и вычитания целого числа из указателя, а также вычитания двух указателей, другие арифметические операции над указателями не разрешаются. В частности, к указателям нельзя добавлять или вычитать из них значения типа float или double. Не допускаются также арифметические операции над указателями типа void*.

Для того чтобы проверить на практике результаты арифметических операций над указателями, выполните приведенную ниже короткую программу, где выводятся физические адреса, на которые указывает целочисленный указатель (ip) и указатель с плавающей точкой одинарной точности (fp). Понаблюдайте за изменениями каждого из этих указателей по отношению к их соотносимым типам на каждом шаге цикла.

// Продемонстрировать результаты арифметических операций над указателями.

using System;

class PtrArithDemo {

unsafe static void Main() { int x; int i; double d;

int* ip = &i; double* fp = &d;

Console.WriteLine("int    double\n");

for(x=0; x < 10; x++)    {

Console.WriteLine((uint) (ip) + " " + (uint) (fp)); ip++; fp++;

}

}

}

Ниже приведен примерный результат выполнения данной программы. У вас он может оказаться иным, хотя промежутки между выводимыми значения должны быть такими же самыми.