лекции (2009), страница 3

• Метка

Указатели

Пробле

мы

строгих

и

нестрог

их

указател

ей:

• Уд

аление

памяти

(Dispose

(p : PT))

не в

своё

время,

что

приводи

т к появлению «висячих ссылок» - указателей, которые должны на что-то указывать, но не указывают.

• Накопление мусора – памяти, на которую не указывает ни один указатель.

P,P1 : PT;

New( P );

New( P2 );

P := P2; {порождение мусора}

Dispose(P2); {P – «висячая ссылка», попытка обращения к памяти, которую она занимает, приведёт к ошибке}

Различают системы с динамической сборкой мусора и без таковой.

Строгий язык с динамической сборкой мусора довольно надёжен.

От висячих ссылок защиты нет

Ада

В чистой Аде есть только new(p). В модуле STANDARD есть UNCHECKED_DEALLOCATION(p) – подчёркивается

небезопасность этой операции

Примеры ошибок:

T *p;

Строгие

Стандартный Паскаль, Модула-2, Ада, Оберон

(со сборкой)

Pascal

Type PT = ^T;

{Modula-2

Type PT = pointer to T;}

var

i :T;

Инициализировать указатель можно только

двумя способами – либо другим указателем,

либо выделением новой памяти NEW(p : PT);

Поэтому все данные чётко разделяются на

именованные, либо не именованные.

Указатель служит для работы с анонимными

данными в динамической памяти.

Смысл – избежание части ошибок

Не строгие

C, C++, Turbo Pascal

Можно получать адрес любого объекта с

помощью операции взятия адреса «&»

Существует абстрактный указатель «void *»

T * => void * автоматически

void * к T * автоматически не приводится

T * p;

void *pp;

pp = p;

p = (T *)pp;

Void f()

{

T x;

P = &x; //!!!адрес локальной переменной!!!

}

void Foo()

{

f();

free(p); //!!!попытка освобождения невыделенной памяти!!! – выдастся ошибка

}

new(p1);

p := p1;

Dispose(p1); {р «висит»}

Для Java, C# - указатели трансформировались в ссылки

Несколько слов о языке Small Talk

Последовательность действий при вычислении значения выражения «2+2»:

1.

Посылка сообщения «+» обекту 2 с параметром 3

2.

В классе integer ищется по таблице методов доступа обработчик сообщения «+» и вызывается

3.

Обработчик отрабатывает и возвращает новый объект «5»

Лекция. Ульянов А.В.

Указатели.

В чем опасность использования: низкоуровневое программирование.

Если используется динамическая сборка мусора, тогда проще.

Так процедура UNCHECKED_DEALLOCATION(P) является аналогом delete(p), dispose(p) в ЯП, где используется

динамическая сборка мусора.

C#, Java - понятие указателя отсутствует (точнее в C# такое понятие есть, но только в небезопасных блоках

unsafe)

managed – управляемый код.

Функции .net не дают все возможности по использованию ресурсов ОС, отсюда приходится обращаться к

возможностям Win API.

unsafe – код, где появляются новые конструкции, С RTL (как будто внутри языка С).

Обращаться к ним можно тоже только из unsafe. Функции, использующие это, тоже помечены как unsafe.

unsafe {…}

byte []b можно объявить как byte *b и использовать в вышеуказанном блоке.

Как работает динамическая сборка мусора:

Менеджер динамической сборки мусора запрашивает память, ее дают, а как только заканчивается, работает

динамический сборщик мусора. Он-то и находит все неиспользуемые куски памяти, сводит к одному блоку.

Именно поэтому ссылка на byte может плавать и нельзя рассчитывать на то, что ее адрес будет постоянным.

Потому преобразование byte[] в byte * возможно только блоке (ссылка замораживается):

fixed (byte* pb = b) {…}

C#, Java – понятие указателя исчезло и превратилось в понятие ссылки.

Типы значения,

Референциальные ТД (классы, массивы, интерфейсы) – к ним обращение только по ссылке.

X a; // Если в C#, Java – то объект является ссылкой и пока не существует.

a = new X(); //Вызов конструктора обязателен.

string[] a;

string[] b = new string[N];

a = b; // Присваивание ссылок, а не копирование.

Понятие указателя в Ада 95(83).

Ада 83:

PT – указатель на тип T.

type PT is access T;

x: PT;

x := new T;

y: T; - Получить адрес у стандартными средствами нельзя.

Ада 95:

Если: type PT is access T;

То инициализация возможна только так:

x: PT;

x := new T;

Если же: type PTT is access all T; (на все объекты типа Т)

xx: PTT;

xx := new T;

Однако можно ссылаться и на другие переменные:

z: aliased T;

zz: T;

z ’access – операция взятия адреса.

x := z’access; - нельзя, т.к. без aliased.

xx := z’access; -можно.

xx := x; - можно.

x := xx; - нельзя.

В современных ЯП ссылки – это средства доступа к объекту.

В C#, Java, Delphi – имеются референциальные ТД.

“имена” = ссылки.

В С++ добавили отдельный базисный тип - ссылочный.

С точки зрения операций:

Чем различаются ссылка и указатель:

*(в С), ^ (M-2, P)

:= только к ссылкам разъименование объекта (и выполняется компилятором).

. – компилятор вставляет разъименование сам.

T is record

A: T1;

B: T2;

end record

type PT is access T;

X: Pt;

X.A; X.B; //разъименование делается компилятором.

X.all; // явное разъименование.

В С++ к ссылкам применяется единственная операция – инициализация (путем присваивания ссылки

внешнему объекту, по сути ссылка инициализируется адресом объекта).

X& t = a; // все, что можно делать с а, можно делать и с t.

X* pa = new X();

X& t = *pa;

&t == значению указателя pa.

delete(&t);

Если f(X&t) – тогда инициализируется в момент вызова функции.

Глава 3. Составные ТД.

П.3.1. Массивы.

Последовательность однотипных элементов.

D x … x Dn

A[i] – операция индексирования. i – индексное выражение.

Атрибуты массива:

1)

Базовый тип (тип элементов) – D

2)

Тип индекса (i)

3)

Диапазон индекса (длина)

В разных ЯП:

Связывание базового типа статически (везде).

Тип индекса – С/С++/С#/Java/Оберон – всегда тип int (статическое связывание).

Фиксируется нижняя граница значения индекса.

Длина – статическая и динамическая.

Динамическая – чисто-динамическая(можно изменить в любое время) и квазистатическая(значение

получено динамически, но изменять нельзя).

Массив всегда непрерывная последовательность байтов. Отсюда возникает проблема распределения памяти.

Можно длину сделать статической (жестко), оттого сделали квазистатической.

T[] a = new T[N]; //0..N-1

P,i,L..R(диапазон)

Стандартный Pascal:

Function SCAL( A,B: Arr): real;

Если диапазон для Arr от 1..N, то для массива от 0..N-1 работать будет не корректно(или вовсе не будет

работать).

A[i] – компилятор выполняет квазистатический контроль. (не очень-то гибко)

Модула-2:

Объекты данных массива (переменные). Формальные параметры массива (открытые массивы).

Понятие открытого массива: зафиксирован базовый тип.

Обычный массив:

TYPE Arr = ARRAY Index of D;