Указатели и массивы. Динамическая память. Указатели и массивы

Динамическая память. Указатели и массивы. Ссылочный тип.

Программа может хранить информацию в основной памяти компьютера двумя основными спо­собами. Первый из них использует глобальные и локальные переменные, включая массивы, струк­туры и классы. В случае глобальных и статических локальных переменных место хранения инфор­мации фиксируется на все время выполнения программы. В случае локальных переменных память выделяется в стеке. Вторым способом хранения информации служит использование системы динамического выде­ления памяти С++. В этом методе память для хранения информации выделяется из сво­бодной области памяти по мере надобности и возвращается назад, т.е. освобождается, когда надобность в ней исчезла. Область свободной памяти лежит между областью памяти, где разме­щается программа, и стеком. Эта область называется кучей (heap) и используется для запросов на динамическое выделение памяти.

Преимуществом использования динамической памяти служит то, что одна и та же память мо­жет быть использована для хранения различной информации в процессе исполнения программы. Поскольку память выделяется для определенной цели и освобождается, когда ее использование завершилось, то можно использовать ту же самую память в другой момент времени для других целей в другой части программы. Другим преимуществом динамического выделения памяти явля­ется возможность создания с ее помощью связанных списков, двоичных деревьев и других дина­мических структур данных.

Ядром динамического выделения памяти языка С являются функции malloc() и free(), являющиеся частями стандартной библиотеки. Всякий раз, когда функцией malloc() осуществляется запрос на выделение памяти, выделяется порция имеющейся в наличии свободной памяти. Всякий раз, когда эта память освобождается с помощью функции free(), эта память возвращается назад системе.

Язык С++ определяет два оператора динамического выделения памя­ти — new и delete.

Указатели и массивы

Массивы и указатели тесно связаны между собой. Рассмотрим следующий фрагмент:
char str [80], *p1;
p1 = str;

Здесь p1 устанавливается на первый элемент массива str. Если необходимо получить доступ к пятому элементу str, то следует написать

str[4]

или

* (p1 +4)

Оба оператора возвращают пятый элемент. Следует помнить, что индексация массивов начинается с нуля, поэтому для индексации str используется 4. К указателю p1 добавляется 4 для получения пятого элемента, поскольку p1 указывает на первый элемент str. (Надо помнить, что имя массива без индекса возвращает начальный адрес массива, то есть адрес первого элемента.)

С предоставляет два метода доступа к элементам массива. Это важно, поскольку арифметические действия с указателями могут выполняться быстрее, чем индексация массива. Поскольку скорость работы программы часто играет важную роль, использование указателей для доступа к элементам довольно типично в С.

Рассмотрим две упрощенные версии стандартной библиотечной функции puts() для демонстрации данных методов. Один вариант использует индексацию массива, а другой - указатели. Функция puts() выводит строку на стандартное устройство вывода:

/* Использование массива */
int puts (const char *s)
{
register int t;
for(t=0; s [t]; ++t) putchar (s [t]);
return 1;
}

/* использование указателя */
int puts (const char *s)
{
while (*s) putchar (*s++);
return 1;
}

Ссылки как и указатели хранят адрес объекта, но с автоматическим доступом к самому объекту, т.е. по сути они являются синонимами переменных на которые ссылаются. При определении ссылочной переменной инициализирующее выражение обязательно. Из следующего примера видно, что ссылки чуточку удобнее указателей.

return 0;}

Поиск по сайту: