Герберт Шилдт - C# 4.0: полное руководство

В C# указатели и массивы связаны друг с другом. Например, при указании имени массива без индекса в операторе с модификатором fixedформируется 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.

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

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.

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 fixedпеременная рбудет 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

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.