Göstəricilər, istinadlar və yaddaş

Dostuna kitab vermək istəyirsən, amma kitab çox ağırdır. Onu daşımaq əvəzinə bir kağıza ünvanı yazırsan: «Nizami küçəsi, 12, 3-cü rəf». Dostun ünvanla kitabı özü tapa bilər. C++ dilində göstərici məhz belə kağızdır: o, qiymətin özünü yox, onun yaddaşdakı ünvanını saxlayır. Göstəricilər C++ dilinə sürət və çeviklik verir, amma diqqətsizlik bahalı başa gələ bilər.

Ünvanlar və göstəricilər

Kompüterin yaddaşı nömrələnmiş xanalardan ibarətdir və hər dəyişən müəyyən ünvanda yerləşir. & operatoru dəyişənin ünvanını qaytarır. Ünvan adətən onaltılıq say sistemində çap olunur və proqram hər dəfə işə düşəndə fərqli ola bilər:

#include <iostream>

int main() {
    int coins = 50;
    std::cout << "Value: " << coins << '\n';
    std::cout << "Address: " << &coins << '\n';
    return 0;
}

#include <iostream>

int main() {
    int coins = 50;
    int* ptr = &coins;

    std::cout << "coins = " << coins << '\n';
    std::cout << "*ptr = " << *ptr << '\n';

    *ptr = 75;
    std::cout << "coins = " << coins << '\n';
    std::cout << std::boolalpha << (ptr == &coins) << '\n';
    return 0;
}

coins = 50
*ptr = 50
coins = 75
true

İstinadlar və nullptr

Əvvəlki dərslərdə istinadlarla (int& ref = a;) tanış olmuşdun — istinad dəyişənin ikinci adıdır. Göstəricidən fərqli olaraq istinad elan olunanda mütləq bir dəyişənə bağlanır və sonra başqa dəyişənə keçirilə bilmir. Göstərici isə istənilən vaxt başqa ünvana yönəldilə bilər və heç yeri göstərməyə də bilər.

#include <iostream>

int main() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    int& ref = a;
    int* ptr = &a;

    ref += 5;
    std::cout << "a = " << a << '\n';

    ptr = &b;
    *ptr += 5;
    std::cout << "b = " << b << '\n';
    std::cout << "a = " << a << '\n';
    return 0;
}

a = 15
b = 25
a = 15

Heç yeri göstərməyən göstəriciyə nullptr yazılır. nullptr-ə müraciət etmək (*p) qeyri-müəyyən davranışdır və adətən proqramı çökdürür. Ona görə göstərici boş ola bilərsə, istifadədən əvvəl onu yoxla:

#include <iostream>

void printValue(const int* p) {
    if (p == nullptr) {
        std::cout << "No value\n";
        return;
    }
    std::cout << "Value: " << *p << '\n';
}

int main() {
    int level = 3;
    printValue(&level);
    printValue(nullptr);
    return 0;
}

Value: 3
No value

Dinamik yaddaş: new və delete

Adi lokal dəyişənlər stekdə yaranır və funksiya bitəndə avtomatik silinir. Bəzən isə yaddaşı proqram işləyərkən, lazım olan ölçüdə ayırmaq lazımdır. new operatoru dinamik yaddaşda (heap) yer ayırır və onun ünvanını qaytarır. Bu yaddaş özü-özünə silinmir: onu delete ilə (massivi isə delete[] ilə) əl ilə azad etmək lazımdır.

#include <iostream>

int main() {
    int* p = new int(42);
    std::cout << *p << '\n';
    delete p;
    p = nullptr;

    int size = 4;
    int* squares = new int[size];
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        squares[i] = i * i;
    }
    std::cout << squares[3] << '\n';
    delete[] squares;
    return 0;
}

42
9

RAII və ağıllı göstəricilər

Müasir C++ bu problemləri RAII (Resource Acquisition Is Initialization) prinsipi ilə həll edir: resursu obyekt alır və obyekt məhv olanda resursu avtomatik qaytarır. std::vector və std::string məhz belə işləyir. Tək obyekt üçün <memory> faylındakı ağıllı göstərici std::unique_ptr var: o, yaddaşın yeganə sahibidir və görünmə sahəsindən çıxanda yaddaşı özü silir.

#include <iostream>
#include <memory>
#include <utility>

int main() {
    std::unique_ptr<int> score = std::make_unique<int>(100);
    *score += 50;
    std::cout << "Score: " << *score << '\n';

    std::unique_ptr<int> other = std::move(score);
    std::cout << std::boolalpha << (score == nullptr) << '\n';
    std::cout << "Other: " << *other << '\n';
    return 0;
}   // other deletes the memory automatically

Score: 150
true
Other: 150