Страница 327 из 502

C# 4.0: полное руководство

Шилдт Герберт

Указатели составляют основу небезопасного кода, поэтому мы начнем его рассмотрение именно с них.

Указатель представляет собой переменную, хранящую адрес какого-нибудь другого объекта, например другой переменной. Так, если в переменной х хранится адрес переменной у, то говорят, что переменная х указывает на переменную у. Когда указатель указывает на переменную, то значение этой переменной может быть получено или изменено по указателю. Такие операции с указателями называют непрямой адресацией.

Переменные-указатели должны быть объявлены как таковые. Ниже приведена общая форма объявления переменной-указателя:

тип* имя_переменной;

где тип обозначает соотносимый тип, который не должен быть ссылочным. Это означает, что в C# нельзя объявить указатель на объект определенного класса. Соотносимый тип указателя иногда еще называют базовым. Обратите внимание на положение знака * в объявлении указателя. Он должен следовать после наименования типа. А имя_переменной обозначает конкретное имя указателя-переменной.

Обратимся к конкретному примеру. Для того чтобы сделать переменную ip указателем на значение типа int, необходимо объявить ее следующим образом.

int* ip;

А указатель типа float объявляется так, как показано ниже.

float* fp;

Вообще говоря, если в операторе объявления после имени типа следует знак *, то это означает, что создается переменная типа указателя.

Тип данных, на которые будет указывать сам указатель, зависит от его соотносимого типа. Поэтому в приведенных выше примерах переменная ip может служить для указания на значение типа int, а переменная fp — для указания на значение типа float. Следует, однако, иметь в виду, что указателю ничто не мешает указывать на что угодно. Именно поэтому указатели потенциально небезопасны.

Если у вас есть опыт программирования на C/C++, то вы должны ясно понимать главное отличие в объявлении указателей в C# и C/C++. При объявлении указателя в C/C++ знак * не разделяет список переменных в объявлении. Поэтому в следующей строке кода:

int* р, q;

объявляется указатель р типа int и переменная q типа int. Это равнозначно двум следующим объявлениям.

int* р;

int q;

А в C# знак * является разделительным, и поэтому в объявлении

int* р, q;

создаются две переменные-указателя. Это равнозначно двум следующим объявлениям.

int* р;

int* q;

Это главное отличие следует иметь в виду при переносе кода C/C++ на С#.

В указателях применяются два оператора: * и &. Оператор & является унарным и возвращает адрес памяти своего операнда. (Напомним, что для унарного оператора требуется единственный операнд.) Например, в следующем фрагменте кода:

int* ip;

int num = 10;

ip = &num;

в переменной ip сохраняется адрес памяти переменной num. Это адрес расположения переменной num в оперативной памяти компьютера. Он не имеет никакого отношения к значению переменной num. Поэтому в переменной ip содержится не значение 10, являющееся исходным для переменной num, а конкретный адрес, по которому эта переменная хранится в оперативной памяти. Операцию & можно рассматривать как возврат адреса той переменной, перед которой она указывается. Таким образом, приведенное выше присваивание словами можно описать так: "Переменная ip получает адрес переменной num."

Второй оператор, *, является дополнением оператора &. Этот унарный оператор находит значение переменной, расположенной по адресу, на который указывает его операнд. Следовательно, этот оператор обращается к значению переменной, на которую указывает соответствующий указатель. Так, если переменная ip содержит адрес памяти переменной num, как показано в предыдущем примере, то в следующей строке кода:

int val = *ip;

в переменной val сохраняется значение 10 переменной num, на которую указывает переменная ip. Операцию * можно рассматривать как получение значения по адресу. Поэтому приведенный выше оператор присваивания описывается словами следующим образом: "Переменная val получает значение по адресу, хранящемуся в переменной ip."

Оператор * можно использовать также в левой части оператора присваивания. В этом случае он задает значение, на которое указывает соответствующий указатель, как в приведенном ниже примере.

*ip = 100;

В данном примере значение 100 присваивается переменной, на которую указывает переменная ip, т.е. переменной num. Поэтому приведенный выше оператор присваивания описывается словами следующим образом: "Разместить значение 100 по адресу, хранящемуся в переменной ip."

Любой код, в котором используются указатели, должен быть помечен как небезопасный с помощью специального ключевого слова unsafe. Подобным образом можно пометить конкретные типы данных (например, классы и структуры), члены класса (в том числе методы и операторы) или отдельные кодовые блоки как небезопасные. В качестве примера ниже приведена программа, где указатели используются в методе Main(), помеченном как небезопасный.