Bài 3.3

Con trỏ

Chúng ta đã biết các biến chính là các ô nhớ mà chúng ta có thể truy xuất dưới các tên. Các biến này được lưu trữ tại những chỗ cụ thể trong bộ nhớ. Đối với chương trình của chúng ta, bộ nhớ máy tính chỉ là một dãy gồm các ô nhớ 1 byte, mỗi ô có một địa chỉ xác định.

Một sự mô hình tốt đối với bộ nhớ máy tính chính là một phố trong một thành phố. Trên một phố tất cả các ngôi nhà đều được đánh số tuần tự với một cái tên duy nhất nên nếu chúng ta nói đến số 27 phố Trần Hưng Đạo thì chúng ta có thể tìm được nơi đó mà không lầm lẫn vì chỉ có một ngôi nhà với số như vậy.

Cũng với cách tổ chức tương tự như việc đánh số các ngôi nhà, hệ điều hành tổ chức bộ nhớ thành những số đơn nhất, tuần tự, nên nếu chúng ta nói đến vị trí 1776 trong bộ nhớ chúng ta biết chính xác ô nhớ đó vì chỉ có một vị trí với địa chỉ như vậy.

Toán tử lấy địa chỉ (&).

Điều này có thể được thực hiện bằng cách đặt trước tên biến một dấu và (&), có nghĩa là "địa chỉ của". Ví dụ:

ted = &andy;

Giả sử rằng biến andy được đặt ở ô nhớ có địa chỉ 1776 và chúng ta viết như sau:

andy = 25;
fred = andy;
ted = &andy;

Những biến lưu trữ địa chỉ của một biến khác (như ted ở trong ví dụ trước) được gọi là con trỏ. Trong C++ con trỏ có rất nhiều ưu điểm và chúng được sử dụng rất thường xuyên, Tiếp theo chúng ta sẽ thấy các biến kiểu này được khai báo như thế nào.

Toán tử tham chiếu (*)

beth = *ted;

beth = ted;   // beth bằng ted ( 1776 )
beth = *ted;  // beth bằng giá trị được trỏ bởi( 25 )

Vào lúc này, với những ví dụ đã viết ở trên

andy = 25;
ted = &andy;

andy == 25
&andy == 1776
ted == 1776
*ted == 25

Khai báo biến kiểu con trỏ

type * pointer_name;

int * number;
char * character;
float * greatnumber;

Tôi phải nhấn mạnh lại rằng dấu sao (*) mà chúng ta đặt khi khai báo một con trỏ chỉ có nghĩa rằng: đó là một con trỏ và hoàn toàn không liên quan đến toán tử tham chiếu mà chúng ta đã xem xét trước đó. Đó đơn giản chỉ là hai tác vụ khác nhau được biểu diễn bởi cùng một dấu.

// my first pointer
#include <iostream.h>

int main ()
{
  int value1 = 5, value2 = 15;
  int * mypointer;

  mypointer = &value1;
  *mypointer = 10;
  mypointer = &value2;
  *mypointer = 20;
  cout << "value1==" << value1 << "/ value2==" << value2;
  return 0;
}

Để bạn có thể thấy rằng một con trỏ có thể mang một vài giá trị trong cùng một chương trình chúng ta sẽ lặp lại quá trình với value2 và với cùng một con trỏ.

Đây là một ví dụ phức tạp hơn một chút:

// more pointers #include <iostream.h> int main () { int value1 = 5, value2 = 15; int *p1, *p2; p1 = &value1; // p1 = địa chỉ của value1 p2 = &value2; // p2 = địa chỉ của value2 *p1 = 10; // giá trị trỏ bởi p1 = 10 *p2 = *p1; // giá trị trỏ bởi p2 = giá trị trỏ bởi p1 p1 = p2; // p1 = p2 (phép gán con trỏ) *p1 = 20; // giá trị trỏ bởi p1 = 20 cout << "value1==" << value1 << "/ value2==" << value2; return 0; }

value1==10 / value2==20

Một dòng có thể gây sự chú ý của bạn là:

int *p1, *p2;

Con trỏ và mảng.

int numbers [20];
int * p;

p = numbers;

numbers = p;

Vì con trỏ cũng có mọi tính chất của một biến nên tất cả các biểu thức có con trỏ trong ví dụ dưới đây là hoàn toàn hợp lệ:

// more pointers
#include <iostream.h>

int main ()
{
  int numbers[5];
  int * p;
  p = numbers;  *p = 10;
  p++;  *p = 20;
  p = &numbers[2];  *p = 30;
  p = numbers + 3;  *p = 40;
  p = numbers;  *(p+4) = 50;
  for (int n=0; n<5; n++)
    cout << numbers[n] << ", ";
  return 0;
}

Trong bài "mảng" chúng ta đã dùng dấu ngoặc vuông để chỉ ra phần tử của mảng mà chúng ta muốn trỏ đến. Cặp ngoặc vuông này được coi như là toán tử offset và ý nghĩa của chúng không đổi khi được dùng với biến con trỏ. Ví dụ, hai biểu thức sau đây:

a[5] = 0;       // a [offset of 5] = 0
*(a+5) = 0;     // pointed by (a+5) = 0

Khởi tạo con trỏ

int number;
int *tommy = &number;

int number;
int *tommy;
tommy = &number;

int number;
int *tommy;
*tommy = &number;

Như đối với mảng, trình biên dịch cho phép chúng ta khởi tạo giá trị mà con trỏ trỏ tới bằng giá trị hằng vào thời điểm khai báo biến con trỏ:

char * terry = "hello";

Biến con trỏ terry trỏ tới một xâu kí tự và nó có thể được sử dụng như là đối với một mảng (hãy nhớ rằng một mảng chỉ đơn thuần là một con trỏ hằng). Ví dụ, nếu chúng ta muốn thay kí tự 'o' bằng một dấu chấm than, chúng ta có thể thực hiện việc đó bằng hai cách:

terry[4] = '!';
*(terry+4) = '!';

Các phép tính số học với pointer

Chúng ta thấy có nhiều kiểu dữ liệu khác nhau tồn tại và chúng có thể chiếm chỗ nhiều hơn hoặc ít hơn các kiểu dữ liệu khác. Ví dụ, trong các kiểu số nguyên, char chiếm 1 byte, short chiếm 2 byte và long chiếm 4 byte.

Giả sử chúng ta có 3 con trỏ sau:

char *mychar;
short *myshort;
long *mylong;

Nếu chúng ta viết

mychar++;
myshort++;
mylong++;

mychar = mychar + 1;
myshort = myshort + 1;
mylong = mylong + 1;

*p++;
*p++ = *q++;

Lệnh thứ hai, cả hai toán tử tăng (++) đều được thực hiện sau khi giá trị của *q được gán cho *p và sau đó cả q và p đều tăng lên 1. Lệnh này tương đương với:

*p = *q;
p++;
q++;

Con trỏ trỏ tới con trỏ

char a;
char * b;
char ** c;
a = 'z';
b = &a;
c = &b;

c là một biến có kiểu (char **) mang giá trị 8092
*c là một biến có kiểu (char*) mang giá trị 7230
**c là một biến có kiểu (char) mang giá trị 'z'

Con trỏ không kiểu

Một trong những tiện ích của nó là cho phép truyền tham số cho hàm mà không cần chỉ rõ kiểu

// integer increaser
#include <iostream.h>

void increase (void* data, int type)
{
  switch (type)
  {
    case sizeof(char) : (*((char*)data))++; break;
    case sizeof(short): (*((short*)data))++; break;
    case sizeof(long) : (*((long*)data))++; break;
  }
}

int main ()
{
  char a = 5;
  short b = 9;
  long c = 12;
  increase (&a,sizeof(a));
  increase (&b,sizeof(b));
  increase (&c,sizeof(c));
  cout << (int) a << ", " << b << ", " << c;
  return 0;
}

Con trỏ hàm

// pointer to functions
#include <iostream.h>

int addition (int a, int b)
{ return (a+b); }

int subtraction (int a, int b)
{ return (a-b); }

int (*minus)(int,int) = subtraction;

int operation (int x, int y, int (*functocall)(int,int))
{
  int g;
  g = (*functocall)(x,y);
  return (g);
}

int main ()
{
  int m,n;
  m = operation (7, 5, &addition);
  n = operation (20, m, minus);
  cout <<n;
  return 0;
}

int (* minus)(int,int) = subtraction;

Bài trước: 3-2. Xâu kí tự

Mục lục

Bài sau: 3-4. Bộ nhớ động