Ίδρυμα Speedywagon

Όπως και πολλές άλλες γλώσσες, η C++ έχει δείκτες. Ήδη ξέρεις ότι οι αναφορές και οι δείκτες μοιάζουν, αλλά σκέψου τους ως ένα επίπεδο πιο κοντά στο πώς λειτουργεί εσωτερικά ο υπολογιστής σου. Οι δείκτες είναι μεταβλητές που κρατούν διευθύνσεις αντικειμένων. Χρησιμοποιούνται για να αλληλεπιδράς άμεσα με αντικείμενα, επιτρέποντας δυναμική δέσμευση μνήμης και αποδοτικό χειρισμό δεδομένων στη C++.

Αν τώρα αρχίζεις με τους δείκτες, μπορεί να σου φανούν λίγο μυστηριώδεις, αλλά μόλις τους συνηθίσεις, είναι αρκετά απλοί.

Αποτελούν κρίσιμο κομμάτι της C++, οπότε αφιέρωσε λίγο χρόνο για να τους καταλάβεις πραγματικά. Η πιο απλή εκδοχή που θα δεις σε αυτή την ενότητα ονομάζεται επίσης dumb pointer ή raw pointer. Στη σύγχρονη C++ υπάρχουν και οι smart pointers, αλλά ο βασικός τύπος δεν είναι καθόλου έξυπνος και πρέπει να κάνεις όλη τη δουλειά με το χέρι.

Πριν μπούμε στις λεπτομέρειες, αξίζει να καταλάβεις τη χρήση των δεικτών. Οι δείκτες είναι ένας τρόπος να μοιράζεσαι τη διεύθυνση ενός αντικειμένου με άλλα μέρη του προγράμματός μας, κάτι που είναι χρήσιμο για δύο βασικούς λόγους:

1. Όπως οι αναφορές, οι δείκτες αποφεύγουν τα αντίγραφα και βοηθούν στη μείωση του αποτυπώματος πόρων του προγράμματός σου.
2. Σε αντίθεση με τις αναφορές, οι δείκτες μπορούν να ανατεθούν ξανά σε διαφορετικά αντικείμενα.
3. Οι δείκτες μπορούν επίσης να δείχνουν σε μια null τιμή, για να δηλώσουν ότι αυτή τη στιγμή δεν δείχνουν σε κανένα αντικείμενο.

Γενική σύνταξη

Η δήλωση ενός δείκτη στη C++ περιλαμβάνει τον καθορισμό του τύπου δεδομένων στον οποίο δείχνει ο δείκτης, ακολουθούμενο από έναν αστερίσκο (*) και το όνομα του δείκτη. Όταν δηλώνονται δείκτες, δεν αρχικοποιούνται αυτόματα. Χωρίς ρητή ανάθεση, ένας δείκτης συνήθως κρατά μια απροσδιόριστη τιμή, που συχνά αναφέρεται ως "διεύθυνση σκουπιδιών". Αν και ορισμένοι μεταγλωττιστές μπορεί να αρχικοποιούν τους δείκτες σε nullptr, αυτή η συμπεριφορά δεν είναι εγγυημένη σε όλους τους μεταγλωττιστές, οπότε είναι σημαντικό να μην βασίζεσαι σε αυτή. Είναι καλή πρακτική να αρχικοποιείς ρητά τους raw pointers και να ελέγχεις ότι δεν είναι null πριν τους χρησιμοποιήσεις, ώστε να αποφύγεις πιθανά προβλήματα.

int* ptr{nullptr}; // Declares a pointer and makes sure it is not invalid

Για να αναθέσεις τη διεύθυνση μιας μεταβλητής σε έναν δείκτη, χρησιμοποιείς τον τελεστή διεύθυνσης (&). Η αποαναφορά ενός δείκτη γίνεται με τον τελεστή έμμεσης προσπέλασης (*).

std::string opponent{"Solomon Lane"};
// 'ethan' points to the address of the string opponent
std::string* ethan{&opponent};
// Instead of ethan's, the opponent's name address is given to the passPort
std::string passportName{*ethan};

Προσοχή: η αποαναφορά πρέπει να γίνεται ρητά, ενώ οι αναφορές λειτουργούν απλώς σαν ψευδώνυμο.

Αριθμητική δεικτών

Η αριθμητική δεικτών σου επιτρέπει να εκτελείς αριθμητικές πράξεις σε δείκτες, κάτι που είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν δουλεύεις με πίνακες. Η πρόσθεση ενός ακέραιου σε έναν δείκτη τον κάνει να δείχνει σε διαφορετικό στοιχείο.

// Stargate Coordinate Code
int gateCode[] = {462, 753, 218, 611, 977};
// 'ptr' points to the first element of 'gateCode'
int* ptr{&gateCode[0]};
// Accesses the third Stargate address through pointer arithmetic
int dialedAddress{*(ptr + 2)};
// Chevron encoded! Dialing Stargate address:
openStarGate(dialedAddress);

Πρόσβαση σε μεταβλητές μέλους

Στη C++, ο τελεστής -> χρησιμοποιείται για να έχεις πρόσβαση στα μέλη ενός αντικειμένου μέσω ενός δείκτη σε αυτό το αντικείμενο. Είναι μια συντομογραφία που απλοποιεί την πρόσβαση στα μέλη αντικειμένων στα οποία δείχνουν δείκτες. Για παράδειγμα, αν ο ptr είναι δείκτης σε ένα αντικείμενο με μεταβλητή μέλους x, αντί να χρησιμοποιήσεις (*ptr).x, μπορείς να χρησιμοποιήσεις απευθείας ptr->x. Αυτός ο τελεστής βελτιώνει την αναγνωσιμότητα του κώδικα και μειώνει τη φλυαρία όταν δουλεύεις με δείκτες σε αντικείμενα.

Ορίστε ένα σύντομο παράδειγμα, με μια struct Superhero που έχει μεταβλητή μέλους superpower. Η συνάρτηση main δημιουργεί έναν δείκτη dianaPrince σε ένα αντικείμενο Superhero (που αντιπροσωπεύει τη Wonder Woman). Ο τελεστής -> χρησιμοποιείται για να έχεις πρόσβαση στη μεταβλητή μέλους superpower, παρουσιάζοντας το εμβληματικό "Lasso of Truth" της Wonder Woman.

struct Superhero {
    std::string superpower;
};
Superhero wonder_woman{};
Superhero* dianaPrince = &wonder_woman;
dianaPrince->superpower = "Lasso of Truth";
// Using the -> operator to access member variable superpower:
std::cout << "Wonder Woman, possesses the mighty " << dianaPrince->superpower;

Δείκτες έναντι αναφορών

Οι δείκτες και οι αναφορές επιτρέπουν και οι δύο έμμεση πρόσβαση σε αντικείμενα, αλλά διαφέρουν ως προς τις δυνατότητες και τα ζητήματα ασφάλειας. Οι δείκτες προσφέρουν την ευελιξία να αλλάζουν το αντικείμενο-στόχο τους και μπορούν να οριστούν σε null. Ωστόσο, αυτή η ευελιξία εισάγει κινδύνους, όπως η αποαναφορά μηδενικών δεικτών ή η δημιουργία εκκρεμών δεικτών. Οι αναφορές, από την άλλη, δεν μπορούν να είναι null και δεσμεύονται σε έγκυρα αντικείμενα κατά τη δημιουργία τους, αποφεύγοντας αυτούς τους κινδύνους. Δεδομένης της ασφαλέστερης φύσης τους, οι αναφορές προτιμώνται έναντι των δεικτών, εκτός αν οι επιπλέον λειτουργίες που παρέχουν οι δείκτες είναι απαραίτητες.