Правила форума
Лекция №10.1: Адреса и указатели. Списочные структуры данныхОсновные понятия и применение динамически распределяемой памяти. Списочные структуры данных и принципы работы с ними.
Содержание
Статически выделяемая память
Для того, чтобы лучше понять специфику динамически выделяемой памяти, рассмотрим сначала её «антипод» — память, распределяемую статически.
Такое выделение памяти используется всякий раз при объявлении «обычных» переменных в разделе var. Каждая переменная обладает двумя атрибутами: именем и описанием.
Описание переменной нужно для того, чтобы компилятор знал, сколько ячеек памяти необходимо выделить для её хранения. Память под статическую переменную выделяется один раз (до начала работы программы), и затем до конца работы выделенная область памяти считается «занятой» — никакая другая информация не может быть записана в эту ячейку.
Имя переменной позволяет обращаться в процессе работы программы к той ячейке памяти, которая была выделена под эту переменную на этапе компиляции.
Адреса
Имя переменной является её своеобразным (буквенным) адресом. Однако у любой переменной есть также и обычный (цифровой или физический) адрес: номер ячейки, выделенной под эту переменную.
При страничной организации памяти адреса являются составными и состоят из номера сегмента памяти и смещения ячейки относительно начала этого сегмента.
Лучшая иллюстрация страничной организации памяти компьютера — это страничная организация любой печатной книги. Для того, чтобы найти нужную строчку, нет необходимости задавать её номер, считая от начала текста. Вместо этого можно задать сначала номер страницы (= сегмент) и только затем номер строки, считая от начала этой страницы (= смещение).
Для обращения к статически заданной переменной можно использовать как её имя, объявленное в разделе var, так и её физический адрес.
Например, «адрес» одной и той же географической точки можно записать по-разному: «49°47' северной широты и 86°36' восточной долготы» или просто «вершина пика Белуха Восточная1».
Указатели
Для того, чтобы хранить (цифровые) адреса, нужны особые переменные. Их называют указателями и относят к специальному типу данных.
Описание указателей
При описании типизированного указателя необходимо сообщить компилятору, адреса переменных какого типа он может хранить:
var <имя_указателя>: ^<тип_адресуемой_переменной>;
Например:
q : ^Real;
s : ^array[1 .. 10] of Byte;
Кроме того, существуют универсальные нетипизированные указатели, которые могут хранить адрес переменной любого типа:
var <имя_указателя> : Pointer;
Операции с указателями
Определение адреса
Физический адрес любой переменной можно узнать при помощи стандартной функции Addr(<имя_переменной>) : <указатель> или унарной операции @<имя_переменной>.
В зависимости от значения директивы компилятора {$T}, результатом операции @ будет либо типизированный указатель (если установлено {$T+}), тип которого будет определен в соответствии с типом использованной переменной, либо нетипизированный указатель Pointer (если установлено {$T-}).
Результат функции Addr() совместим с указателями любых типов:
Разыменование
Для того, чтобы воспользоваться значением, хранящимся по некоторому адресу, необходимо его оттуда «извлечь». Унарная операция ^ называется разыменованием и записывается по следующему шаблону:
<имя_указателя>^
Результатом операции ^ является значение, хранящееся по указанному адресу. Тип этого значения будет определяться типом (типизированного) указателя. К нетипизированным указателям операцию разыменования применять нельзя.
Из–за вольностей, допускаемых процедурой Addr(), при разыменовании порой могут возникнуть забавные ситуации. Например, в результате выполнения такой вот программы:
var p : ^Word;
begin
p := Addr(a);
WriteLn(p^)
end
на экран будет выведено 32896, что в двоичной системе счисления выглядит как 10000000.10000000 (точкой помечена граница двух байтов). Иными словами, коды двух первых букв оказались слитыми в значение типа Word.
Замечание: Операции @ и ^ являются взаимно обратными, то есть для любой переменной a и для любого типизированного указателя p верны следующие равенства:
Примечания
- ^ Высочайшая вершина азиатской части России (4506 м), находится на Алтае.
::
::
::
