Перейти к основному содержимому

Арифметика указателей

Что такое арифметика указателей​

Арифметика указателей — это математические операции с адресами в памяти. Указатели можно увеличивать, уменьшать, складывать с числами и вычитать друг из друга.

Инкремент и декремент​

Перемещение на один элемент​

#include <stdio.h>

int main() {
    int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int *ptr = numbers;  // Указывает на numbers[0]

    printf("Начальная позиция: %d (адрес: %p)\n", *ptr, ptr);

    ptr++;  // Переходим к следующему элементу
    printf("После ptr++: %d (адрес: %p)\n", *ptr, ptr);

    ++ptr;  // Еще один переход
    printf("После ++ptr: %d (адрес: %p)\n", *ptr, ptr);

    return 0;
}

Сложение и вычитание с числами​

Перемещение на N позиций​

#include <stdio.h>

int main() {
    int data[8] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    int *ptr = data;  // Указывает на data[0]

    printf("ptr: %d\n", *ptr);           // 1
    printf("ptr + 3: %d\n", *(ptr + 3)); // 4
    printf("ptr + 7: %d\n", *(ptr + 7)); // 8

    // Изменяем позицию указателя
    ptr += 5;  // Теперь указывает на data[5]
    printf("После ptr += 5: %d\n", *ptr); // 6

    ptr -= 2;  // Возвращаемся на 2 позиции назад
    printf("После ptr -= 2: %d\n", *ptr); // 4

    return 0;
}

Вычисления с указателями разных типов​

#include <stdio.h>

int main() {
    // Массивы разных типов
    int integers[4] = {10, 20, 30, 40};
    char characters[4] = {'A', 'B', 'C', 'D'};

    int *intPtr = integers;
    char *charPtr = characters;

    printf("=== РАЗМЕРЫ ШАГОВ ===\n");
    printf("int* стартовый адрес: %p\n", intPtr);
    printf("int* + 1: %p (сдвиг на %zu байт)\n", intPtr + 1, sizeof(int));
    printf("int* + 2: %p (сдвиг на %zu байт)\n", intPtr + 2, sizeof(int) * 2);

    printf("\nchar* стартовый адрес: %p\n", charPtr);
    printf("char* + 1: %p (сдвиг на %zu байт)\n", charPtr + 1, sizeof(char));
    printf("char* + 2: %p (сдвиг на %zu байт)\n", charPtr + 2, sizeof(char) * 2);

    return 0;
}

Разность указателей​

Расстояние между элементами​

#include <stdio.h>

int main() {
    int sequence[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

    int *start = &sequence[2];  // Указывает на элемент 2
    int *end = &sequence[8];    // Указывает на элемент 8

    int distance = end - start;  // Количество элементов между ними

    printf("Начальный элемент: %d (индекс 2)\n", *start);
    printf("Конечный элемент: %d (индекс 8)\n", *end);
    printf("Расстояние: %d элементов\n", distance);  // 6

    // Проверяем вычисление
    printf("8 - 2 = %d (проверка)\n", 8 - 2);

    return 0;
}

Практические применения​

Обход массива указателем​

#include <stdio.h>

int main() {
    float prices[5] = {19.99, 34.50, 12.75, 45.20, 28.90};
    float *ptr = prices;

    printf("Цены товаров:\n");

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("Товар %d: %.2f руб.\n", i + 1, *ptr);
        ptr++;  // Переходим к следующей цене
    }

    return 0;
}

Поиск элемента в массиве​

#include <stdio.h>

int main() {
    int products[6] = {101, 205, 308, 412, 506, 609};
    int size = 6;
    int target = 308;

    int *start = products;
    int *current = start;
    int *end = start + size;

    printf("Поиск товара с кодом: %d\n", target);

    while (current < end) {
        printf("Проверяем код: %d\n", *current);

        if (*current == target) {
            int position = current - start;  // Вычисляем индекс
            printf("✅ Товар найден на позиции %d\n", position);
            break;
        }

        current++;
    }

    if (current == end) {
        printf("❌ Товар не найден\n");
    }

    return 0;
}

Сравнение участков массива​

#include <stdio.h>

int main() {
    int sales[8] = {150, 200, 180, 220, 175, 300, 250, 190};

    int *firstHalf = sales;      // Первые 4 дня
    int *secondHalf = sales + 4; // Последние 4 дня

    int firstSum = 0, secondSum = 0;

    // Суммируем первую половину
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        firstSum += *(firstHalf + i);
    }

    // Суммируем вторую половину
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        secondSum += *(secondHalf + i);
    }

    printf("Продажи за первые 4 дня: %d\n", firstSum);
    printf("Продажи за последние 4 дня: %d\n", secondSum);

    if (secondSum > firstSum) {
        printf("📈 Рост продаж на %d\n", secondSum - firstSum);
    } else {
        printf("📉 Снижение продаж на %d\n", firstSum - secondSum);
    }

    return 0;
}

Границы и безопасность​

Проверка выхода за границы​

#include <stdio.h>

int main() {
    int data[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int *start = data;
    int *end = data + 5;  // Указывает ЗА последний элемент
    int *current = start;

    printf("Безопасный обход массива:\n");

    while (current < end) {  // Проверяем границы
        printf("Элемент: %d (позиция: %ld)\n", *current, current - start);
        current++;
    }

    printf("Достигнут конец массива\n");

    return 0;
}

Ошибки в арифметике указателей​

Частые ошибки
// ❌ Выход за границы массива
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *ptr = arr;
ptr += 10;  // Указывает далеко за пределы массива!
printf("%d", *ptr);  // Непредсказуемое значение или сбой

// ❌ Вычитание указателей на разные массивы
int arr1[3] = {1, 2, 3};
int arr2[3] = {4, 5, 6};
int *ptr1 = arr1;
int *ptr2 = arr2;
int diff = ptr2 - ptr1;  // Бессмысленная операция!

// ❌ Арифметика с нулевым указателем
int *nullPtr = NULL;
nullPtr++;  // Неопределенное поведение!

// ❌ Сложение двух указателей
int *ptr1 = &arr1[0];
int *ptr2 = &arr1[2];
int *sum = ptr1 + ptr2;  // Недопустимая операция!
Правила безопасности
  • Выполняйте арифметику только с указателями на элементы одного массива
  • Всегда проверяйте границы массива
  • Не используйте арифметику с NULL указателями
  • Вычитание указателей допустимо только для одного массива
  • Сложение двух указателей недопустимо

Арифметика указателей — мощный инструмент для эффективной навигации по памяти, но требует внимательности к границам данных.