9.4.3 Бестиповый указатель

Особым случаем указателей является бестиповый указатель. Ключевое слово void используется для того, чтобы показать, что указатель означает просто адрес памяти, независимо от типа величины, находящейся по этому адресу:

void* ptr;

Для указателя на тип void не определена операция ->, не определена операция обращения по адресу *, не определена адресная арифметика. Использование бестиповых указателей ограничено работой с памятью при использовании ряда системных функций, передачей адресов в функции, написанные на языках программирования более низкого уровня, например на ассемблере.

В программе на языке C++ бестиповый указатель может применяться там, где адрес интерпретируется по-разному, в зависимости от каких-либо динамически вычисляемых условий. Например, приведенная ниже функция будет печатать целое число, содержащееся в одном, двух или четырех байтах, расположенных по передаваемому адресу:

void

printbytes(void* ptr, int nbytes)

{

if (nbytes == 1) {

char* cptr = (char*)ptr;

cout << *cptr;

} else if (nbytes == 2) {

short* sptr = (short*)ptr;

cout << *sptr;

} else if (nbytes == 4) {

long* lptr = (long*)ptr;

cout << *lptr;

} else {

cout << "Неверное значение аргумента";

}

}

В примере используется операция явного преобразования типа. Имя типа, заключенное в круглые скобки, стоящее перед выражением, преобразует значение этого выражения к указанному типу. Разумеется, эта операция может применяться к любым указателям.

9.4.4 Нулевой указатель

В программах на языке C++ значение указателя, равное нулю, используется в качестве "неопределенного" значения. Например, если какая-то функция вычисляет значение указателя, то чаще всего нулевое значение возвращается в случае ошибки.

long* foo(void);

. . .

long* resPtr;

if ((resPtr = foo()) != 0) {

// использовать результат

} else {

// ошибка

}

В языке C++ определена символическая константа NULL для обозначения нулевого значения указателя.

Такое использование нулевого указателя было основано на том, что по адресу 0 данные программы располагаться не могут, он зарезервирован операционной системой для своих нужд. Однако во многом нулевой указатель – просто удобное соглашение, которого все придерживаются.

9.5 Строки и литералы

Для того чтобы работать с текстом, в языке C++ не существует особого встроенного типа данных. Текст представляется в виде последовательности знаков (байтов), заканчивающихся нулевым байтом. Иногда такое представление называют Си-строки, поскольку оно появилось в языке Си. Кроме того, в C++ можно создать классы для более удобной работы с текстами (готовые классы для представления строк имеются в стандартной библиотеке шаблонов).

Строки представляются в виде массива байтов:

char string[20];

string[0] = 'H';

string[1] = 'e';

string[2] = 'l';

string[3] = 'l';

string[4] = 'o';

string[5] = 0;

В массиве string записана строка "Hello". При этом мы использовали только 6 из 20 элементов массива.

Для записи строковых констант в программе используются литералы. Литерал – это последовательность знаков, заключенная в двойные кавычки:

"Это строка"

"0123456789"

"*"

Заметим, что символ, заключенный в двойные кавычки, отличается от символа, заключенного в апострофы. Литерал "*" обозначает два байта: первый байт содержит символ звездочки, второй байт содержит ноль. Константа '*' обозначает один байт, содержащий знак звездочки.

С помощью литералов можно инициализировать массивы:

char alldigits[] = "0123456789";

Размер массива явно не задан, он определяется исходя из размера инициализирующего его литерала, в данном случае 11 (10 символов плюс нулевой байт).

При работе со строками особенно часто используется связь между массивами и указателями. Значение литерала – это массив неизменяемых байтов нужного размера. Строковый литерал может быть присвоен указателю на char:

const char* message = "Сообщение программы";

Значение литерала – это адрес его первого байта, указатель на начало строки. В следующем примере функция CopyString копирует первую строку во вторую:

void

CopyString(char* src, char* dst)

{

while (*dst++ = *src++)

;

*dst = 0;

}

void

main()

{

char first[] = "Первая строка";

char second[100];

CopyString(first, second);

}

Указатель на байт (тип char*) указывает на начало строки. Предположим, нам нужно подсчитать количество цифр в строке, на которую показывает указатель str:

#include <ctype.h>

int count = 0;

while (*str != 0) {

// признак конца строки – ноль

if (isdigit(*str++))

// проверить байт, на который

count++;

// указывает str, и сдвинуть

// указатель на следующий байт

}

При выходе из цикла while переменная count содержит количество цифр в строке str, а сам указатель str указывает на конец строки – нулевой байт. Чтобы проверить, является ли текущий символ цифрой, используется функция isdigit. Это одна из многих стандартных функций языка, предназначенных для работы с символами и строками.

С помощью функций стандартной библиотеки языка реализованы многие часто используемые операции над символьными строками. В большинстве своем в качестве строк они воспринимают указатели. Приведем ряд наиболее употребительных. Прежде чем использовать эти указатели в программе, нужно подключить их описания с помощью операторов #include <string.h> и #include <ctype.h>.

char* strcpy(char* target,

const char* source);

Копировать строку source по адресу target, включая завершающий нулевой байт. Функция предполагает, что памяти, выделенной по адресу target, достаточно для копируемой строки. В качестве результата функция возвращает адрес первой строки.

char* strcat(char* target,

const char* source);

Присоединить вторую строку с конца первой, включая завершающий нулевой байт. На место завершающего нулевого байта первой строки переписывается первый символ второй строки. В результате по адресу target получается строка, образованная слиянием первой со второй. В качестве результата функция возвращает адрес первой строки.

int strcmp(const char* string1,

const char* string2);

Сравнить две строки в лексикографическом порядке (по алфавиту). Если первая строка должна стоять по алфавиту раньше, чем вторая, то результат функции меньше нуля, если позже – больше нуля, и ноль, если две строки равны.

size_t strlen(const char* string);

Определить длину строки в байтах, не считая завершающего нулевого байта.

В следующем примере, использующем приведенные функции, в массиве result будет образована строка "1 января 1998 года, 12 часов":

char result[100];

char* date = "1 января 1998 года";

char* time = "12 часов";

strcpy(result, date);

strcat(result, ", ");

strcat(result, time);

Как видно из этого примера, литералы можно непосредственно использовать в выражениях.

Определить массив строк можно с помощью следующего объявления:

char* StrArray[5] =

{ "one", "two", "three", "four", "five" };