Co to jest tablica wskaźników?
Tablica wskaźników to standardowy typ danych tablicy, który przechowuje sekwencję pamięci skierowaną do typów danych, w przeciwieństwie do przechowywania innych typów skalarnych, takich jak liczby całkowite lub liczby zmiennoprzecinkowe. Korzystając z tablicy wskaźników, program może mieć tablicę niemal dowolnego typu danych, struktury danych, klasy, a nawet funkcji. Możliwe jest również wydajne sortowanie tablicy wskaźników, aby w razie potrzeby adresy mogły zostać wyrównane zgodnie z ich fizycznym położeniem w pamięci komputera. Niektóre z komplikacji związanych z użyciem tablicy wskaźników polegają na tym, że dane można łatwo uszkodzić, a typ wskazanych danych musi być zarządzany wewnętrznie, aby zapobiec problemom z przepełnieniem pamięci.
Nie wszystkie języki programowania pozwalają na szereg wskaźników, jak pierwotnie wymyślono tę koncepcję. Języki wysokiego poziomu, które automatyzują zarządzanie pamięcią, nie używają wskaźników w taki sam sposób, jak języki niższego poziomu, chociaż technicznie tablica obiektów klasy w języku wysokiego poziomu zorientowanym obiektowo jest tablicą wskaźników; mimo to nie można ich używać ani manipulować w ten sam sposób. W języku niskiego poziomu tablica faktycznie przechowuje wartość całkowitą, która jest bezpośrednim adresem wskaźnika na stercie pamięci. W większości języków wysokiego poziomu ta funkcja nie jest możliwa, chociaż istnieją alternatywne paradygmaty.
Jednym z aspektów, który sprawia, że tablica wskaźników jest cenna jako narzędzie programistyczne, jest to, że wskaźniki mogą odnosić się do dowolnego rodzaju dostępnych danych. Wskaźnik sam w sobie jest typem danych, chociaż jego jedynym celem jest wskazywanie na inny typ danych. Oznacza to, że tablica wskaźników może faktycznie zawierać różne typy danych w tej samej tablicy, chociaż program musiałby mieć mechanizm do śledzenia tego, do czego odnosi się każdy wskaźnik.
Ważnym aspektem wskaźników jest to, że mogą one faktycznie wskazywać skompilowany kod programu w pamięci. Pozwala to tablicy wskazywać funkcje, a nie tylko dane. Tablica funkcji może umożliwiać dynamiczne numeryczne odwołania do kodu. Może to być przydatne podczas programowania interpretera języka lub innego rodzaju oprogramowania, które musi wywoływać określone funkcje na podstawie nieprzewidzianych danych wejściowych bez potrzeby stosowania dużych instrukcji warunkowych, takich jak bloki przełączników.
Niektóre problemy przedstawione przez tablicę danych wskaźnikowych to możliwość utraty adresu, uniemożliwiając późniejsze zwolnienie pamięci oraz szansa na uszkodzenie adresu w wyniku niezamierzonej operacji, takiej jak dodanie. Próby uzyskania dostępu do niepoprawnego adresu mogą prowadzić do odczytania uszkodzonych danych lub, w skrajnych przypadkach, takich jak nieudana inicjalizacja, błąd segmentacji, który może spowodować nieoczekiwane zakończenie działania programu. Ostrożne programowanie może pomóc ograniczyć możliwość wystąpienia takich zdarzeń.