Какво е pointer или указател в C++?

Въпреки че днес познаваме и ползваме по-модерни и лесни за разбиране езици, C++ остава един от най-популярните варианти за развитие. Ако искаш да надградиш уменията и знанията си, на точното място си – предстои практическият курс C++ Advanced - май 2024:

В днешната статия ще разгледаме един от най-мощните инструменти на езика, а именно т.нар. C++ указатели – pointers. Да ги разбираш и да умееш да работиш с тях е задължително условие, за да надградиш успешно уменията си. Да видим защо!

Какво е C++ указател?

Pointer или „указател“ е елемент от програмен език, в който управлението на паметта се случва ръчно. Такива езици са именно C++ и C.

В указателя се съхранява адрес, той препраща към специфично място в паметта, в което се съхраняват стойностите на декларирана променлива. Достъпване на стойността, която е съхранена в тази локация, е процес, известен като dereferencing.

Аналогичен е примерът с книга, която има съдържание. В него са изброени различни теми и на коя страница започва всяка от тях. Номерът на страницата може да се разглежда като pointer, който води до съответната тема.

Dereferencing процесът може да се направи чрез прелистване до съответната страница и прочитането на текста там. Разбира се, актуалният формат и съдържание на pointer променливата зависят от компютърната архитектура, върху която се създават.

Pointer-ите са по-простият и конкретен вариант за имплементация на някои по-абстрактни референтни типове данни. Тъй като те позволяват и двата начина на достъп до паметта (защитен и незащитен), съществуват рискове, свързани с тяхната употреба (най-вече при незащитен достъп).

Примитивните pointer-и често се съхраняват във формат, близък до целочисления. При опит обаче да дереференсират (т.е. да видиш кой е указателя, прочитайки съдържанието), ако стойността не е валиден адрес в паметта, най-вероятно ще причиниш забиване на програмата.

За да се избегне този проблем, C++ указателите се разглеждат като тип данни, съответстващ на типа на данните, към които сочи. И други тип мерки могат да помогнат в този контекст. Такива са валидацията и проверката на граници. Те помагат да се гарантира, че променливата на pointer-a съдържа стойност, която е едновременно валиден адрес в паметта и в числовия диапазон на процесора, така че той да може да го адресира.

Каква е ползата от използването на pointer-и?

Прилагането на C++ указатели значително подобрява производителността при повтаряеми операции, например обхождането на определени структури от данни (текстови низове, lookup таблици, контролни таблици или дървесни структури). Копирането на pointer-и спестява време и пространство, тъй като няма нужда да копираш самите данни, до които pointer-ите водят.

Те също така съдържат адресите на входни точки за извиканите подпрограми при процедурното програмиране или за run-time връзките към динамичните библиотеки (dynamic link libraries, DLL). При обектно-ориентираното програмиране, указатели, сочещи към функции, се използват за свързване с методи, често пъти чрез т.нар. "virtual method tables".

C++ указателите са инструмент, който върви ръка за ръка с работата с променливи в езика. Те са специфика на езика, резултат от ръчното управление на паметта, което също е част от темите, които ти предстои да разгледаш. Умението да работиш с pointer-и е от ключово значение за пълноценното овладяване на програмния език C++.

Затова, ако вече си придобил основни знания за работа с него, можеш да работиш с масиви и контейнери, и познаваш особеностите на езика, направи следващата стъпка в курса C++ Advanced - май 2024.

Освен работа със C++ указатели, курсът ще те запознае със стекове, опашки, многомерни масиви, работа с динамична памет, както и управлението ѝ. Неговата практическа програма ще ти позволи да надградиш и развиеш знанията си. Не се колебай, очакваме те!