POKAZIVAČI U JEZIKU C++
Svaki podatak koji se koristi u nekom programu mora biti definisan, tj. za njega se mora rezervisati memorija. Dodela vrednosti nekom podatku znači da se ta vrednost u binarnom obliku smesti na određenu memorijsku lokaciju. Pri tome je za podatak zauzeto onoliko bitova memorije koliko se zauzima za određeni tip podatka. Npr. za podatak tipa int u jeziku C/C++ to bi bilo 16 ili 32 bita.
Svaka memorijska lokacija ima neku svoju adresu. To je broj pridružen nekoj lokaciji. Najmanja memorijska lokacija koja može samostalno da se adresira je obično jedan bajt.
Pokazivač je prost podatak u koji može da se smesti adresa neke lokacije u memoriji.
Podaci na koje pokazuju pokazivači mogu biti različitih tipova.
Svaka memorijska lokacija ima neku svoju adresu. To je broj pridružen nekoj lokaciji. Najmanja memorijska lokacija koja može samostalno da se adresira je obično jedan bajt.
Pokazivač je prost podatak u koji može da se smesti adresa neke lokacije u memoriji.
Podaci na koje pokazuju pokazivači mogu biti različitih tipova.
Kada neki podatak zauzima više bajtova, pod adresom podatka podrazumeva se bajt sa najmanjim rednim brojem.
Adresa nekog podatka u memoriji može da se dobije pomoću prefiksnog unarnog operatora &. Pogledaj više o operatorima na stranici operatori u jeziku C/C++.
Adresa nekog podatka u memoriji može da se dobije pomoću prefiksnog unarnog operatora &. Pogledaj više o operatorima na stranici operatori u jeziku C/C++.
Definisanje pokazivača
* identifikator_pokazivača
Posmatrajmo sledeći kod:
Posmatrajmo sledeći kod:
|
int a=1; int *pint; pint= &a; cout << a << endl; cout << pint << endl; |
Na standardnom izlazu:
Slika 1: Prikaz podataka preko pokazivača-primer-izvršenje
|
Slika 2: Zadavanje vrednosti podatku preko pokazivača-prikaz stanja u memoriji
Uveden je celobrojni podatak a i inicijalizovan na vrednost 1. Takođe je uveden i pokazivac pint na celobrojni podatak i on je inicijalizovan sa memorijskom adresom podatka a. Primetimo da se prilikom štampanja vrednosti pokazivača dobija veliki broj u heksadecimalnom zapisu. Adrese u memoriji su obično ovakve vrednosti.
Opis tipa podatka na početku deklarativne naredbe označava tip pokazivanog podatka. U prethodnom je to int tj. pokazivač pokazuje na ceo broj. Ukoliko bi podatak bio tipa double onda bi se pokazivač na podatak tipa double definisao i inicijalizovao na sledeći način:
double x =2;
double *pdb;
pdb= &x;
Dodela vrednosti podatku preko pokazivača na drugi podatak
Ako bi smo želeli da u prethodnom primeru uvedemo još jedan podatak tipa double npr. y i da inicijalizujemo ovu vrednost koristeći pokazivač na x, dodali bi sledeći kod:
Ako bi smo želeli da u prethodnom primeru uvedemo još jedan podatak tipa double npr. y i da inicijalizujemo ovu vrednost koristeći pokazivač na x, dodali bi sledeći kod:
double x=2;
double *pdb;
pdb= &x;
double y;
y= *pdb; //y je sada 2
Adresna aritmetika
U jeziku C/C++ dozvoljene su sledeće operacije nad pokazivačima:
- dodela vrednosti jednog pokazivača drugom
- dodavanje celobrojnog podatka na vrednost pokazivača i oduzimanje celobrojnog podatka od vrednosti pokazivača
- oduzimanje i upoređivanje dva pokazivača
- upoređivanje pokazivača nulom
Pokazivači i nizovi
Pretpostavimo da je definisan sledeći niz celih brojeva:
int A[7]={5,-2,3,8,11,0,25};
Da bi ispisali elemente niza korišćenjem pokazivača uvešćemo pokazivač pA i inicijalizovati ga memorijskom adresom prvog elementa niza:
int * pA = A ;
Da bi odštampali vrednost elementa niza na koji pokazivač pokazuje treba upotrebiti *pA:
std::cout << *pA << "\n";
Da bi pokazivač menjao element na koji pokazuje tokom izvršavanja petlje, potrebno ga je inkrementirati, tj. povećati njegovu vrednost za 1:
pA++;
std::cout << *(pA) << "\n";
std::cout << *(pA) << "\n";
ili:
std::cout << *(pA + i) << "\n";
U prvom ciklusu, za i = 0 vrednost pokazivača, tj. adresa prvog elementa niza ima vrednost npr. 0xfdf0(heksa decimalni broj) vidi sliku 3. U svakom ciklusu vrednost pokazivača se pomeri za 1(pA++), što znači da će nova adresa biti veća za veličinu podatka u bajtovima na koji pokazuje pokazivač. Ta veličina u ovom slučaju iznosi 4 (int podatak ima veličinu od 4 bajta). Ova vrednost bi se dobila i sa sizeof(int).
U 4. ciklusu npr. i = 3, pa će vrednost memorijske adrese biti veća za 3*4=12 bajta, što je takođe prikazano na slici.
U 4. ciklusu npr. i = 3, pa će vrednost memorijske adrese biti veća za 3*4=12 bajta, što je takođe prikazano na slici.
Slika 3: Primena pokazivača kod niziva. Pomeranje pokazivača kroz elemente niza
gde se promenljiva "i" menja tokom ciklusa.
Kompletan kod se može videti u nastavku:
Kompletan kod se može videti u nastavku:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
using namespace std;
int main() {
int A[7] = {5, -2, 3, 8, 11, 0, 25};
int *pA = A;
for (int i = 0; i < 7; i++) {
return 0;
}
int *pA = A;
for (int i = 0; i < 7; i++) {
cout << (pA + i) << "\\n";
cout << *(pA + i) << "\\n";
}cout << *(pA + i) << "\\n";
return 0;
Ako pokrenemo debuger i zaustavimo program unutar petlje, možemo da analiziramo kako se vrednost adrese, na koju pokazuje pokazivač menja tokom ciklusa, kada se vrednost pokazivača promeni za 1. Za i = 3 pokazivač se pomera, tako da pokazuje na 4. element u nizu, a to znači, da se adresa uvećala za 3 * 4 bajta, tj. sa vrednosti 0x61fdf0(0 je završna) promeni se na 0x61fdfc(c je završno i to predstavlja broj 12 u heksadecimalnom sistemu).
Slika 4: Primena pokazivača na primeru ispisivanja elemenata celobrojnog niza. Prikaz promenljivih u programu za otkrivanje grešaka
Pokazivači i stringovi
Neka je zadat string, odnosno niz char podataka na sledeći način:
char tekst[17]= "Danas je lep dan";
Elementi ovog niza su znakovi, s tim što je poslednji znak '\0'. Više o stringovima u jeziku C pročitajte u članku: C Stringovi.
Da bi ispisali te znakove na ekranu, koristićemo petlju, a character-ima pristupiti pomoću pokazivača. Definišimo pokazivač na podatak tipa char i inicijalizujmo ga memorijskom adresom prvog elementa niza tekst:
Da bi ispisali te znakove na ekranu, koristićemo petlju, a character-ima pristupiti pomoću pokazivača. Definišimo pokazivač na podatak tipa char i inicijalizujmo ga memorijskom adresom prvog elementa niza tekst:
char* ptr = tekst;
Upotrebićemo while petlju, a znakovima pristupiti koristeći pokazivač na podatak tipa char. Kompletan kod je prikazan ispod.
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
using namespace std;
int main() {
char tekst[17] = "Danas je lep dan";
char* pTekst = tekst;
while (*pTekst != '\\0') {
return 0;
}
char* pTekst = tekst;
while (*pTekst != '\\0') {
cout << *pTekst << "\\n"; // Ispisuje znak na koji pokazuje pokazivač pTekst
pTekst++; // Pomeranje pokazivača na sledeći znak (character)
}pTekst++; // Pomeranje pokazivača na sledeći znak (character)
return 0;
Uslov koji se ispituje u while petlji je da vrednost koda tekućeg character-a bude različita od vrednosti koda poslednjeg character-a, dakle, da bude različit od '\0'.
Pomeranje pokazivača, da pokazuje na sledeći znak, se ostvaruje povećanjem vrednosti pokazivača za 1. U ovom slučaju dužina char podatka je 1 bajt, pa će se adresa na koju pokazuje pokazivač promeniti u svakom ciklusu za 1 bajt a ne za 4 bajta, što je bio slučaj kod podataka tipa int.
Posle izvršenja programa, prikazaće se:
Pomeranje pokazivača, da pokazuje na sledeći znak, se ostvaruje povećanjem vrednosti pokazivača za 1. U ovom slučaju dužina char podatka je 1 bajt, pa će se adresa na koju pokazuje pokazivač promeniti u svakom ciklusu za 1 bajt a ne za 4 bajta, što je bio slučaj kod podataka tipa int.
Posle izvršenja programa, prikazaće se:
Slika 5: Primena pokazivača na primeru ispisivanja elemenata celobrojnog niza. Izvršenje programa
Praktični Primeri: Dinamičko Alociranje Memorije
Dinamičko alociranje memorije je ključan koncept u programiranju koji omogućava efikasno upravljanje memorijskim resursima tokom izvršavanja programa. Ova tehnika omogućava kreiranje promenljivih i struktura čija veličina nije unapred poznata, što je posebno korisno za rad sa velikim podacima, matricama, i dinamičkim strukturama poput lista ili stabala. U ovoj oblasti istražujemo praktične primere koji uključuju alokaciju, inicijalizaciju i oslobađanje memorije, uz objašnjenje kako izbeći uobičajene greške poput curenja memorije. Savladajte osnove kroz jasno objašnjene kodove i korak-po-korak uputstva!
1. Kreiranje i oslobađanje dinamičkog niza:
Primer prikazuje osnovno dinamičko alociranje i oslobađanje memorije za niz, uključujući ispis elemenata.
#include <iostream>
using namespace std;
// Dinamičko alociranje memorije za niz
int main() {
using namespace std;
// Dinamičko alociranje memorije za niz
int main() {
int* niz = new int[10]; // Dinamička alokacija niza veličine 10
// Popunjavanje niza vrednostima i ispis
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
// Oslobađanje memorije nakon korišćenja
delete[] niz; // Sprečava curenje memorije
return 0; // Kraj programa
}
// Popunjavanje niza vrednostima i ispis
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
niz[i] = i * 2; // Svaki element dobija vrednost i * 2
cout << niz[i] << " "; // Ispis elementa
}cout << niz[i] << " "; // Ispis elementa
// Oslobađanje memorije nakon korišćenja
delete[] niz; // Sprečava curenje memorije
return 0; // Kraj programa
2. Dinamički objekti sa konstruktorom i destruktorom:
Primer ilustruje rad sa dinamički alociranom matricom kao nizom pokazivača na nizove, uključujući i oslobađanje memorije.
#include <iostream>
using namespace std;
// Definicija klase Student
class Student {
int main() {
using namespace std;
// Definicija klase Student
class Student {
string ime; // Atribut koji sadrži ime studenta
public:
Student(string i) : ime(i) {} // Konstruktor koji postavlja ime studenta
~Student() {
};public:
Student(string i) : ime(i) {} // Konstruktor koji postavlja ime studenta
~Student() {
cout << "Student " << ime << " je obrisan." << endl; // Destruktor koji ispisuje poruku prilikom brisanja objekta
}int main() {
Student* s = new Student("Marko"); // Dinamičko alociranje objekta Student
cout << s->ime << endl; // Ispis imena studenta
delete s; // Poziva destruktor i oslobađa memoriju
return 0; // Kraj programa
}
cout << s->ime << endl; // Ispis imena studenta
delete s; // Poziva destruktor i oslobađa memoriju
return 0; // Kraj programa
Objašnjenje:
- Konstruktor: Kada se objekat Student kreira sa new, poziva se konstruktor Student(string i) koji postavlja ime studenta.
- Destruktor: Kada se objekat obriše sa delete, poziva se destruktor ~Student(). On ispisuje poruku da je objekat obrisan, što je korisno za praćenje života objekta u memoriji.
- Dinamičko alociranje: Korišćenjem new alociramo objekat na heap-u, a delete oslobađa tu memoriju.
3. Matrica kao pokazivač pokazivača:
Primer prikazuje kako se koristi dinamička alokacija memorije za matricu pomoću pokazivača na pokazivače. Ovaj pristup omogućava fleksibilno upravljanje memorijom za dvodimenzionalne strukture, ali zahteva pravilno oslobađanje memorije kako bi se izbeglo curenje.
#include <iostream>
using namespace std;
// Dinamička alokacija matrice kao pokazivač pokazivača
int main() {
using namespace std;
// Dinamička alokacija matrice kao pokazivač pokazivača
int main() {
int** matrica = new int*[3]; // Alokacija reda pokazivača
// Alokacija kolona i popunjavanje matrice
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
// Ispis matrice
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
// Oslobađanje memorije
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
delete[] matrica; // Oslobađanje pokazivača na pokazivače
return 0;
}
// Alokacija kolona i popunjavanje matrice
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
matrica[i] = new int[4]; // Alokacija svakog reda
for (int j = 0; j < 4; ++j) {
}for (int j = 0; j < 4; ++j) {
matrica[i][j] = i + j; // Popunjavanje matrice vrednostima
}// Ispis matrice
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
for (int j = 0; j < 4; ++j) {
cout << endl; // Novi red
}
cout << matrica[i][j] << " "; // Ispis svakog elementa
}cout << endl; // Novi red
// Oslobađanje memorije
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
delete[] matrica[i]; // Oslobađanje svakog reda
}delete[] matrica; // Oslobađanje pokazivača na pokazivače
return 0;
4. Rad sa pokazivačem u funkciji
Ovaj primer prikazuje kako funkcije mogu manipulisati dinamički alociranom memorijom koristeći pokazivače. Funkcija prima pokazivač kao parametar i omogućava direktnu modifikaciju vrednosti na memorijskoj lokaciji. Takav pristup omogućava efikasnu manipulaciju podacima u memoriji.
#include <iostream>
using namespace std;
// Funkcija za inicijalizaciju vrednosti
void inicijalizuj(int* p, int vrednost) {
int main() {
using namespace std;
// Funkcija za inicijalizaciju vrednosti
void inicijalizuj(int* p, int vrednost) {
*p = vrednost; // Postavlja vrednost na memorijsku lokaciju
}int main() {
// Dinamička alokacija memorije za ceo broj
int* broj = new int;
// Poziv funkcije za inicijalizaciju
inicijalizuj(broj, 42);
// Ispis vrednosti
cout << *broj << " "; // Ispisuje 42
// Oslobađanje memorije
delete broj;
return 0;
}
int* broj = new int;
// Poziv funkcije za inicijalizaciju
inicijalizuj(broj, 42);
// Ispis vrednosti
cout << *broj << " "; // Ispisuje 42
// Oslobađanje memorije
delete broj;
return 0;
Objašnjenja:
- Funkcija inicijalizuj:
- Prima pokazivač p i vrednost vrednost.
- Direktno modifikuje vrednost na memorijskoj lokaciji na koju pokazuje p.
- Dinamička alokacija:
- Pokazivač broj alocira prostor za ceo broj u memoriji pomoću new int.
- Poziv funkcije:
- Funkcija inicijalizuj postavlja vrednost na memorijsku lokaciju, što omogućava kasniji pristup i manipulaciju tom vrednošću.
- Oslobađanje memorije:
- Memorija zauzeta sa new int mora se osloboditi pomoću delete kako bi se izbeglo curenje memorije.
5. Dinamička alokacija memorije za vektor
Treći primer ilustruje korišćenje dinamičke alokacije memorije za vektor i demonstrira operacije kao što su dodavanje elemenata i ispis sadržaja. Ovaj pristup je koristan kada veličina strukture podataka nije unapred poznata.
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
// Rad sa dinamički alociranim vektorom
int main() {
#include <vector>
using namespace std;
// Rad sa dinamički alociranim vektorom
int main() {
vector<int> vektor; // Deklaracija dinamičkog vektora
// Dodavanje elemenata u vektor
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
// Ispis elemenata vektora
for (int i : vektor) {
return 0; // Kraj programa
}
// Dodavanje elemenata u vektor
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
vektor.push_back(i * 3); // Ubacuje vrednost i * 3 na kraj vektora
}// Ispis elemenata vektora
for (int i : vektor) {
cout << i << " "; // Ispis svakog elementa
}return 0; // Kraj programa
6. Dinamička alokacija strukture podataka
Četvrti primer pokazuje kako koristiti dinamičku alokaciju za strukturu podataka. Strukture su korisne za grupisanje povezanih podataka, dok se dinamička alokacija koristi za fleksibilno upravljanje memorijom.
#include <iostream>
using namespace std;
// Definisanje strukture
struct Osoba {
int main() {
using namespace std;
// Definisanje strukture
struct Osoba {
string ime; // Ime osobe
int godine; // Godine osobe
};int godine; // Godine osobe
int main() {
Osoba* osoba = new Osoba; // Dinamička alokacija za strukturu
// Dodela vrednosti članovima strukture
osoba->ime = "Marko";
osoba->godine = 25;
// Ispis informacija o osobi
cout << "Ime: " << osoba->ime << ", Godine: " << osoba->godine << endl;
// Oslobađanje memorije
delete osoba;
return 0;
}
// Dodela vrednosti članovima strukture
osoba->ime = "Marko";
osoba->godine = 25;
// Ispis informacija o osobi
cout << "Ime: " << osoba->ime << ", Godine: " << osoba->godine << endl;
// Oslobađanje memorije
delete osoba;
return 0;
Poređenje sa referencama
Pokazivači i reference su ključni koncepti u C++ jeziku koji omogućavaju indirektni rad sa promenljivama, ali imaju značajne razlike u sintaksi, funkcionalnosti i primeni. Pokazivač čuva adresu u memoriji i može se promeniti da pokazuje na drugi objekat, dok referenca predstavlja alias (pseudonim) za postojeći objekat i ne može biti reasignirana. Reference su jednostavnije za korišćenje i sigurnije, dok pokazivači pružaju veću fleksibilnost, posebno za dinamičko alociranje memorije. U nastavku ćemo detaljno objasniti ove razlike kroz praktične primere.
Primer:
#include <iostream>
using namespace std;
// Funkcija koja koristi pokazivač za izmenu vrednosti
void izmeniPokazivacem(int* ptr) {
// Funkcija koja koristi referencu za izmenu vrednosti
void izmeniReferencom(int& ref) {
int main() {
using namespace std;
// Funkcija koja koristi pokazivač za izmenu vrednosti
void izmeniPokazivacem(int* ptr) {
*ptr = 10; // Menja vrednost na koju pokazuje pokazivač
}// Funkcija koja koristi referencu za izmenu vrednosti
void izmeniReferencom(int& ref) {
ref = 20; // Menja vrednost direktno kroz referencu
}int main() {
int broj = 5; // Inicijalizacija promenljive
cout << "Početna vrednost: " << broj << endl;
// Koristeći pokazivač
izmeniPokazivacem(&broj); // Prosleđuje adresu promenljive
cout << "Nakon izmene pokazivačem: " << broj << endl;
// Koristeći referencu
izmeniReferencom(broj); // Prosleđuje referencu na promenljivu
cout << "Nakon izmene referencom: " << broj << endl;
return 0; // Završetak programa
}
cout << "Početna vrednost: " << broj << endl;
// Koristeći pokazivač
izmeniPokazivacem(&broj); // Prosleđuje adresu promenljive
cout << "Nakon izmene pokazivačem: " << broj << endl;
// Koristeći referencu
izmeniReferencom(broj); // Prosleđuje referencu na promenljivu
cout << "Nakon izmene referencom: " << broj << endl;
return 0; // Završetak programa
Objašnjenje:
Razlika u korišćenju:
- Pokazivač: Funkcija izmeniPokazivacem prima adresu promenljive (int* ptr) i koristi dereferenciranje (*ptr) da izmeni vrednost na toj adresi.
- Referenca: Funkcija izmeniReferencom koristi referencu (int& ref) koja je alias za promenljivu, omogućavajući direktnu izmenu vrednosti.
Razlika u korišćenju:
- Pokazivači zahtevaju eksplicitno prosleđivanje adrese (&) i dereferenciranje (*).
- Reference su intuitivnije jer se ponašaju kao obične promenljive bez dodatne sintakse.
|
Prethodno
|< Dvodimenzionalni nizovi - matrice u c++ |
Sledeće
Funkcije u C/C++ >| |