Читать онлайн «C# 4.0 полное руководство - 2011». Страница 163

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.

int double

1243464 1243468 1243468 1243476 1243472 1243484 1243476 1243492 1243480 1243500

1243484 1243508 1243488 1243516 1243492 1243524 1243496 1243532 1243500 1243540

Как следует из приведенного выше результата, арифметические операции выполняются над указателями относительно их соотносимого типа. Так, значения типа int занимают в памяти 4 байта, а значения типа double — 8 байтов, и поэтому их адреса изменяются с приращением именно на эти величины.

Сравнение указателей

Указатели можно сравнивать с помощью таких операторов отношения, как ==, < и >. Но для того чтобы результат сравнения указателей оказался содержательным, оба указателя должны быть каким-то образом связаны друг с другом. Так, если переменные pi и р2 являются указателями на две разные и не связанные вместе переменные, то любое их сравнение, как правило, не имеет никакого смысла. Но если переменные pi и р2 указывают на связанные вместе переменные, например на элементы одного массива, то их сравнение может иметь определенный смысл.

Указатели и массивы

В C# указатели и массивы связаны друг с другом. Например, при указании имени массива без индекса в операторе с модификатором fixed формируется указатель на начало массива. В качестве примера рассмотрим следующую программу.

/* Указание имени массива без индекса приводит к формированию указателя на начало массива. */

using System;

class PtrArray {

unsafe static void Main() { int[] nums = new int[10];

fixed(int* p = &nums[0], p2 = nums) { if(p == p2)

Console.WriteLine("Указатели p и p2 содержат " +

"один и тот же адрес.");

}

}

}

Ниже приведен результат выполнения этой программы.

Указатели р и р2 содержат один и тот же адрес

Как следует из приведенного выше результата, выражения &nums[0]

И

nums

оказываются одинаковыми. Но поскольку вторая форма более лаконична, то она чаще используется в программировании, когда требуется указатель на начало массива.

Индексирование указателей

Когда указатель обращается к массиву, его можно индексировать как сам массив. Такой синтаксис служит более удобной в некоторых случаях альтернативой арифметическим операциям над указателями. Рассмотрим следующий пример программы.

// Проиндексировать указатель как массив.

using System;

class PtrlndexDemo {

unsafe static void Main() { int[] nums = new int [10];

// Проиндексировать указатель.

Console.WriteLine("Индексирование указателя как массива."); fixed (int* p = nums) { for(int i=0; i < 10; i++)

p[i] = i; // индексировать указатель как массив

forjint i=0; i < 10; i++)

Console.WriteLine("p[{0}]: {1} ", i, p[i]);

}

// Использовать арифметические операции над указателями.

Console.WriteLine("ХпПрименение арифметических " +

"операций над указателями."); fixed (int* р = nums) { for(int i=0; i < 10; i++)

* (p+i) = i; // использовать арифметическую операцию над указателем

for(int i=0; i < 10; i++)

Console.WriteLine("*(p+{0}): {1} ", i, *(p+i));

}

}

}

Ниже приведен результат выполнения этой программы.

Индексирование указателя как массива.

Р[9] : 9

Применение арифметических операций над указателями.

*(р+0) : 0 *(P+1) : 1 *(р+2) : 2 *(р+3) : 3 *(р+4) : 4

*    (р+5) : 5

*    (р+6) : 6

*    (р+7) : 7 *(р+8): 8

*    (р+9) : 9

Как следует из результата выполнения приведенной выше программы, общая форма выражения с указателем

*    (ptr + i)

может быть заменена следующим синтаксисом индексирования массива.

ptr[i]

Что касается индексирования указателей, то необходимо иметь в виду следующее. Во-первых, при таком индексировании контроль границ массива не осуществляется. Поэтому указатель может обращаться к элементу вне границ массива. И во-вторых, для указателя не предусмотрено свойство Length, определяющее длину массива. Поэтому, если используется указатель, длина массива зарайее неизвестна.

Указатели и строки

Символьные строки реализованы в C# в вид^объектов. Тем не менее отдельные символы в строке могут быть доступны по указателю. Для этого указателю типа char* присваивается адрес начала символьной строки в следующем операторе с модификатором fixed.

fixed(char* р = str) { // ...

После выполнения оператора с модификатором fixed переменная р будет указывать на начало массива символов, составляющих строку. Этот массив оканчивается символом конца строки, т.е. нулевым символом. Поэтому данное обстоятельство можно использовать для проверки конца массива. В C/C++ строки реализуются в виде массивов, оканчивающихся символом конца строки, а следовательно, получив указатель типа char* на строку, ею можно манипулировать таким же образом, как и в C/C++.

Ниже приведена программа, демонстрирующая доступ к символьной строке по указателю типа char*.

// Использовать модификатор fixed для получения // указателя на начало строки.

using System;

class FixedString {

unsafe static void Main() { string str = "это тест";

// Получить указатель р на начало строки str. fixed(char* р = str) {

// Вывести содержимое строки str по указателю р. for(int i=0; p[i] != 0; i++)

Console.Write(p[i]);

Console.WriteLine();

}

}

Эта программа дает следующий результат.

это тест

Многоуровневая непрямая адресация

Один указатель может указывать на другой, а тот, свою очередь, — на целевое значение. Это так называемая многоуровневая непрямая адресация, или применение указателей на указатели. Такое применение указателей может показаться, на первый взгляд, запутанным. Для прояснения принципа многоуровневой непрямой адресации обратимся за помощью к рис. 20.1. Как видите, значением обычного указателя является адрес переменной, содержащей требуемое значение. Если же применяется указатель на указатель, то первый из них содержит адрес второго, указывающего на переменную, содержащую требуемое значение.

Указатель    Переменная

адрес -► значение

Одноуровневая непрямая адресация

Указатель    Указатель    Переменная

адрес -► адрес -► значение

Многоуровневая непрямая адресация Рис. 20.1. Одно- и многоуровневая непрямая адресация

Многоуровневая непрямая адресация может быть продолжена до любого предела, но потребность более чем в двух уровнях адресации по указателям возникает крайне редко. На самом деле чрезмерная непрямая адресация очень трудно прослеживается и чревата ошибками.

Переменная, являющаяся указателем на указатель, должна быть объявлена как таковая. Для этого достаточно указать дополнительный знак * после имени типа переменной. Например, в следующем объявлении компилятор уведомляется о том, что переменная q является указателем на указатель и относится к типу int.

int** q;

Следует, однако, иметь в виду, что переменная q является указателем не на целое значение, а на указатель типа int.

Для доступа к целевому значению, косвенно адресуемому по указателю на указатель, следует дважды применить оператор *, как в приведенном ниже примере.

using System;

class Multiplelndirect {

unsafe static void Main() {

int x; // содержит значение типа int

int* p; // содержит указатель типа int

int** q; // содержит указатель на указатель типа int

х = 10;

р = &х; // поместить адрес переменной х в переменной р q = &р; // поместить адрес переменной р в переменной q

Console.WriteLine(**q); // вывести значение переменной х

}

}

Результатом выполнения этой программы будет выведенное на экран значение 10 переменной х. В данной программе переменная р объявляется как указатель на значение типа int, а переменная q — как указатель на указатель типа int.

И последнее замечание: не путайте многоуровневую непрямую адресацию со структурами данных высокого уровня, в том числе связными списками, так как это совершенно разные понятия.

Массивы указателей

Указатели могут быть организованы в массивы, как и любой другой тип данных. Ниже приведен пример объявления массива указателей типа int длиной в три элемента.