Язык программирования C++. Пятое издание

Указатель (pointer) — это составной тип, переменная которого указывает на объект другого типа. Подобно ссылкам, указатели используются для косвенного доступа к другим объектам. В отличие от ссылок, указатель — это настоящий объект. Указатели могут быть присвоены и скопированы; один указатель за время своего существования может указывать на несколько разных объектов. В отличие от ссылки, указатель можно не инициализировать в момент определения. Подобно объектам других встроенных типов, значение неинициализированного указателя, определенного в области видимости блока, неопределенно.

Указатели зачастую трудно понять. При отладке проблемы, связанные с ошибками в указателях, способны запутать даже опытных программистов.

Тип указателя определяется оператором в форме *d, где d — определяемое имя. Символ * следует повторять для каждой переменной указателя.

int *ip1, *ip2;  // ip1 и ip2 — указатели на тип int

double dp, *dp2; // dp2 — указатель на тип double;

                 // dp — переменная типа double

Получение адреса объекта

Указатель содержит адрес другого объекта. Для получения адреса объекта используется оператор обращения к адресу (address-of operator), или оператор &.

int ival = 42;

int *p = &ival // p содержит адрес переменной ival;

                // p - указатель на переменную ival

Второй оператор определяет p как указатель на тип int и инициализирует его адресом объекта ival типа int. Поскольку ссылки не объекты, у них нет адресов, а следовательно, невозможно определить указатель на ссылку.

За двумя исключениями, рассматриваемыми в разделах 2.4.2 и 15.2.3, типы указателя и объекта, на который он указывает, должны совпадать.

double dval;

double *pd = &dval // ok: инициализатор - адрес объекта типа double

double *pd2 = pd;   // ok: инициализатор - указатель на тип double

int *pi = pd;       // ошибка: типы pi и pd отличаются

pi = &dval         // ошибка: присвоение адреса типа double

                    // указателю на тип int

Типы должны совпадать, поскольку тип указателя используется для выведения типа объекта, на который он указывает. Если бы указатель содержал адрес объекта другого типа, то выполнение операций с основным объектом потерпело бы неудачу.

Значение указателя

Хранимое в указателе значение (т.е. адрес) может находиться в одном из четырех состояний.

1. Оно может указывать на объект.

2. Оно может указывать на область непосредственно за концом объекта

3. Это может быть нулевое значение, означающее, что данный указатель не связан ни с одним объектом.

4. Оно может быть недопустимо. Любое иное значение, кроме приведенного выше, является недопустимым.

Копирование или иная попытка доступа к значению по недопустимому указателю является серьезной ошибкой. Как и использование неинициализированной переменной, компилятор вряд ли обнаружит эту ошибку. Результат доступа к недопустимому указателю непредсказуем. Поэтому всегда следует знать, допустим ли данный указатель.

Хотя указатели в случаях 2 и 3 допустимы, действия с ними ограничены. Поскольку эти указатели не указывают ни на какой объект, их нельзя использовать для доступа к объекту. Если все же сделать попытку доступа к объекту по такому указателю, то результат будет непредсказуем.

Использование указателя для доступа к объекту

Когда указатель указывает на объект, для доступа к этому объекту можно использовать оператор обращения к значению (dereference operator), или оператор *.

int ival = 42;

int *p = &ival // p содержит адрес ival; p - указатель на ival

cout << *p;     // * возвращает объект, на который указывает p;

                // выводит 42

Обращение к значению указателя возвращает объект, на который указывает указатель. Присвоив значение результату оператора обращения к значению, можно присвоить его самому объекту.

*p = 0;     // * возвращает объект; присвоение нового значения

            // ival через указатель p

cout << *p; // выводит 0

При присвоении значения *p оно присваивается объекту, на который указывает указатель p.

Обратиться к значению можно только по допустимому указателю, который указывает на объект.