Что такое массив указателей?

Массив указателей - это стандартный тип данных массива, который содержит последовательность памяти, адресованную типам данных, в отличие от хранения других скалярных типов, таких как целые числа или числа с плавающей запятой. Используя массив указателей, программа может иметь массив практически любого типа данных, структуры данных, класса или даже функции. Также возможна эффективная сортировка массива указателей, так что при желании адреса могут быть выровнены в соответствии с их физическим расположением в памяти компьютера. Некоторые из сложностей в использовании массива указателей состоят в том, что данные могут быть легко повреждены и что тип данных, на которые указывают данные, должен управляться внутри, чтобы предотвратить проблемы переполнения памяти.

Не все языки программирования допускают множество указателей, как это было задумано изначально. Языки высокого уровня, которые автоматизируют управление памятью, не используют указатели так же, как языки более низкого уровня, хотя технически массив объектов класса в объектно-ориентированном языке высокого уровня представляет собой массив указателей; даже в этом случае они не могут использоваться или управляться таким же образом. В низкоуровневом языке массив будет содержать целочисленное значение, которое является прямым адресом указателя в куче памяти. В большинстве языков высокого уровня эта функциональность невозможна, хотя существуют альтернативные парадигмы.

Одним из аспектов, который делает массив указателей ценным в качестве инструмента программирования, является то, что указатели могут ссылаться на любой тип доступных данных. Указатель сам по себе является типом данных, хотя его единственная цель - указывать на другой тип данных. Это означает, что массив указателей может фактически содержать множество типов данных в одном и том же массиве, хотя в программе должен быть механизм для отслеживания того, на что ссылался каждый указатель.

Мощный аспект указателей заключается в том, что они могут указывать на скомпилированный программный код в памяти. Это позволяет массиву указывать на функции, а не только на данные. Массив функций может позволить динамическую числовую ссылку на код. Это может быть полезно при программировании интерпретатора языка или другого типа программного обеспечения, которому необходимо вызывать определенные функции на основе непредсказуемого ввода без необходимости в больших условных выражениях, таких как блоки переключения.

Некоторые проблемы, связанные с массивом данных указателя, - это возможность потери адреса, предотвращение освобождения памяти в дальнейшем и вероятность повреждения адреса в результате непреднамеренной операции, такой как сложение. Попытки получить доступ к неправильному адресу могут привести к чтению поврежденных данных или, в крайних случаях, например, к неудачной инициализации, к ошибке сегментации, которая может привести к неожиданному завершению программы. Осторожное программирование может помочь уменьшить вероятность этих событий.