C# 4.0: полное руководство - Герберт Шилдт

// 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

      for (int i = 0; i < 10; i++)

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

    }

    // Использовать арифметические операции над указателями.

    Console.WriteLine("nПрименение арифметических " +

          "операций над указателями.");

    fixed (int* p = 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[0] : 0

Р[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

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 заранее неизвестна.

Указатели и строки

Символьные строки реализованы в C# в виде 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* p = 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.

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

    x = 10;

    p = &x; // поместить адрес переменной х в переменной р

    q = &p; // 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.

int * [] ptrs = new int * [3];

Для того чтобы присвоить адрес переменной var типа int третьему элементу массива указателей, достаточно написать следующую строку кода.

ptrs[2] = &var;

А для того чтобы обнаружить значение переменной var, достаточно написать приведенную ниже строку кода.

*ptrs[2]

Оператор sizeof

Во время работы с небезопасным кодом иногда полезно знать размер в байтах одного из встроенных в C# типов значений. Для получения этой информации служит оператор sizeof. Ниже приведена его общая форма:

sizeof(тип)

где тип обозначает тот тип, размер которого требуется получить. Вообще говоря, оператор sizeof предназначен главным образом для особых случаев и, в частности, для работы со смешанным кодом: управляемым и неуправляемым.

Оператор stackalloc

Для распределения памяти, выделенной под стек, служит оператор stackalloc. Им можно пользоваться лишь при инициализации локальных переменных. Ниже приведена общая форма этого оператора: