Co programista C++ powienien wiedzieć o wskaźnikach?

Question

Witam, uczę się samemu C++, jestem na etapie wskaźników, przyznam że o ile same ich zastosowanie, użycie do konkretnych celów, współpraca ze strukturami... rozumiem, to mam problem z pojęciem bardziej złożonych np. takich przykładów arytmetyki wskaźnikowej:

To fragment mojego programu gdzie jakoś to wszystko ćwiczę, nauka tego idzie mi bardzo opornie (ciągle zapominam jak się tu dostać do jakiegoś adresu, robię głupie błędy, ciągle się gubię itd). Pytanie jest takie czy warto to wszystko umieć... Wolał bym zamiast tego jakiś projekt napisać . (bo ogólnie z C++ coś tam znam, nawet przy sfml grzebałem ale wróciłem do podstaw by zacząć naukę z książki [słyszałem że jest to lepsze źródło informacji] ). Wielu doświadczonych programistów mówi że dzisiaj wszystko zrobią za nas kontenery i takiego czegoś się rzadko używa ( podczas gdy sami idealnie to rozumieją (; ) Jaka jest prawda na ten temat? Dziękuje za rady i pozdrawiam

Comments

*wsk2 + 2

Taka operacja jest w c++ niedozwolona. *wsk2 to wskaźnik do pojedynczego obiektu (tutaj wskazuje na zmienną x). Do takiego wskaźnika można dodać 0 albo 1, ale 2 już nie, bo to jest niezdefiniowane zachowanie.

---

Znaczy wiedziałem że to jest błąd tylko zapomniałem dopisać notkę ;) ( bo tak ogólnie sprawdzam co jeśli...). Zaskoczyłem się tylko jedną rzeczą, dlaczego można dodać 0 lub 1?

---

W C i C++ używa się par wskaźników przy wykonywaniu operacji na części jakiejś tablicy. Używa się ich do zaznaczenia o który fragment tablicy chodzi. Jeden wskaźnik wskazuje na pierwszy element ciągu elementów, a drugi wskazuje nie na ostatni element, ale o jeden dalej. Np.:

int a[10] = {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
std::sort(a + 1, a + 5);

posortuje elementy o indeksach 1,2,3,4. Żeby posortować całą tablicę a trzeba napisać:

std::sort(a, a + 10);

Tutaj a + 10 to wskaźnik poza zakresem tablicy, ale dopóki nie dokonasz dereferencji takiego wskaźnika to wszystko jest w porządku - można go używać do oznaczenia końca zakresu. Ogólnie dozwolone są wskaźniki które wskazują tuż za jakiś obiekt, ale jak wskazują trochę dalej za, albo tuż przed, to są błędne i powodują niezdefiniowane zachowanie. a + 11 albo a - 1 to już byłoby źle.

Wskaźnik do pojedynczego obiektu (który nie jest częścią tablicy) może być traktowany jak wskaźnik do pierwszego elementu jednoelementowej tablicy. Dlatego można do niego dodać jeden. Zero można dodać bo dodanie zera niczego nie zmienia.

Wiec na przykład taki dziwny kod jest poprawny choć nie robi niczego użytecznego:

int x = 42;
std::sort(&x, &x + 1);

---

Dzięki za wytłumaczenie, ale w tym przypadku: *wsk2 + 2 , dopóki nie dokonam "dodatkowej" dereferencji nie będzie to chyba  powodowało żadnego nieokreślonego zachowania, bo teraz biorąc po uwagę wszelkie priorytety:

1. najpierw wyłuskanie więc wsk2 "zwraca" (wiem że niemiarodajne określenie) zawartość tablicy wskaźników o nazwie  'wsk1' o indeksie [0], tą zawartością jest jak na razie adres zmiennej 'x'

2. Potem dodajemy 2 czyli o ile dobrze rozumiem wskaźniki to: + 2*sizeof(int)

Teraz po prostu ten element tablicy wsk1 wskazuje na inny obiekt pamięci, ale samo to z punktu wiedzenia programu/kompilatora nie powoduje jeszcze błędu bo to tylko jakiś adres. Dopiero przy zapisie *(*wsk2 + 2) czyli wyłuskaniu wartości z pod tego adresu zaczną się problemy. Dobrze to rozumiem?

---

Tak to działa w przypadku kompilatora którego używasz. W innej implementacji C++ może być inaczej. Np. dodanie zbyt dużej liczby do wskaźnika spowoduje przepełnienie arytmetyczne, a przepełnienie spowoduje wyjątek sprzętowy i program zostanie przerwany.

Według Standardu C++ już samo dodanie dwójki to niezdefiniowane zachowanie. Niezdefiniowane zachowanie oznacza, że po programie można się spodziewać wszystkiego. Może się skompiluje, a może nie. Może się wykona bezbłędnie, a może nie. Może wyświetli na ekranie taki wynika jakiego się spodziewasz, a może coś zupełnie innego.

---

Dzięki za pomoc i wyjaśnienie, i już mam nową wiedzę...  Myślałem cały czas  że wskaźniki można ustawiać na obojętny adres a całe błędy mogą być tylko przy próbie odczytania wartości spod takiego adresu (dereferencji) gdzie nic sensownego nie ma, jednak widzę że wskaźniki są dużo bardziej groźne i mniej uniwersalne :/

Answer 1

Rozsądny programista nie będzie tworzył tak zawiłych i skomplikowanych konstrukcji, jednakże warto nauczyć się je odczytywać i rozumieć (tak na wszelki wypadek). Jeśli chcesz nauczyć się czegoś naprawdę przydatnego to zainteresuj się wskaźnikami na funkcje (przykład zastosowania lub bardziej szczegółowo) oraz inteligentnymi wskaźnikami, np. unique_ptr.

 

PS. *(*(wsk2+2)) to mój faworyt, jeśli chodzi o brzydki kod 

Comments

Poczekam aż dojdę do tego w książce, bo na razie uczę się wszystkiego co już wiem ;)