Các biến chúng ta đã biết và sử dụng trước đây đều là biến có kích thước và kiểu dữ liệu xác định. Người ta gọi các biến kiểu này là biến tĩnh. Khi khai báo biến tĩnh, một lượng ô nhớ cho các biến này sẽ được cấp phát mà không cần biết trong quá trình thực thi chương trình có sử dụng hết lượng ô nhớ này hay không. Mặt khác, các biến tĩnh dạng này sẽ tồn tại trong suốt thời gian thực thi chương trình dù có những biến mà chương trình chỉ sử dụng 1 lần rồi bỏ.
Một số hạn chế có thể gặp phải khi sử dụng các biến tĩnh:
- Cấp phát ô nhớ dư, gây ra lãng phí ô nhớ;
- Cấp phát ô nhớ thiếu, chương trình thực thi bị lỗi.
Để tránh những hạn chế trên, ngôn ngữ C cung cấp cho ta một loại biến đặc biệt gọi là biến động với các đặc điểm sau:
- Chỉ phát sinh trong quá trình thực hiện chương trình chứ không phát sinh lúc bắt đầu chương trình;
- Khi chạy chương trình, kích thước của biến, vùng nhớ và địa chỉ vùng nhớ được cấp phát cho biến có thể thay đổi;
- Sau khi sử dụng xong có thể giải phóng để tiết kiệm chỗ trong bộ nhớ.
Tuy nhiên các biến động không có địa chỉ nhất định nên ta không thể truy cập đến chúng được. Vì thế, ngôn ngữ C lại cung cấp cho ta một loại biến đặc biệt nữa để khắc phục tình trạng này, đó là biến con trỏ (pointer) với các đặc điểm:
- Biến con trỏ không chứa dữ liệu mà chỉ chứa địa chỉ của dữ liệu hay chứa địa chỉ của ô nhớ chứa dữ liệu;
- Kích thước của biến con trỏ không phụ thuộc vào kiểu dữ liệu, luôn có kích thước cố định là 2 byte.
Các tình huống con trỏ có thể được sử dụng:
- Để trả về nhiều hơn một giá trị từ một hàm
- Để truyền mảng và chuỗi từ một hàm đến một hàm khác thuận tiện hơn
- Để làm việc với các phần tử của mảng thay vì truy xuất trực tiếp vào các phần tử này
- Để cấp phát bộ nhớ và truy xuất bộ nhớ (Cấp phát bộ nhớ trực tiếp)
Khai báo và sử dụng biến con trỏ
Khai báo biến con trỏ
Cú pháp: <Kiểu> * <Tên con trỏ> ;
Ý nghĩa: Khai báo một biến có tên là Tên con trỏ dùng để chứa địa chỉ của các biến có kiểu Kiểu.
Ví dụ 1: Khai báo 2 biến a,b có kiểu int và 2 biến pa, pb là 2 biến con trỏ kiểu int.
int a, b, *pa, *pb;
Ví dụ 2: Khai báo biến f kiểu float và biến pf là con trỏ float
float f, *pf;
Lưu ý: Nếu chưa muốn khai báo kiểu dữ liệu mà con trỏ ptr đang chỉ đến, ta sử dụng:
void *ptr;
sau đó, nếu ta muốn con trỏ ptr chỉ đến kiểu dữ liệu gì cũng được. Tác dụng của khai báo này là chỉ dành ra 2 bytes trong bộ nhớ để cấp phát cho biến con trỏ ptr.
Các toán tử con trỏ
Hai toán tử đặc biệt được sử dụng với con trỏ: & và *
- Toán tử & là toán tử một ngôi và nó trả về địa chỉ ô nhớ của toán hạng
var2 = &var1;
- Toán tử * là phần bổ sung của toán tử &. Đây là toán tử một ngôi và nó trả về giá trị chứa trong vùng nhớ được trỏ đến bởi biến con trỏ
temp = *var2;
Kích thước của con trỏ
- Con trỏ chỉ lưu địa chỉ nên kích thước của mọi con trỏ là như nhau:
- Môi trường MD-DOS (16 bit): 2 bytes
- Môi trường Windows (32 bit): 4 bytes
Các thao tác trên con trỏ
Gán địa chỉ của biến cho biến con trỏ
Toán tử & dùng để định vị con trỏ đến địa chỉ của một biến đang làm việc.
Cú pháp: <Tên biến con trỏ>=&<Tên biến>;
Giải thích: Ta gán địa chỉ của biến “Tên biến” cho con trỏ “Tên biến con trỏ”.
Ví dụ: Gán địa chỉ của biến a cho con trỏ pa, gán địa chỉ của biến b cho con trỏ pb.
pa=&a;
pb=&b;
Lưu ý: Khi gán địa chỉ của biến tĩnh cho con trỏ cần phải lưu ý kiểu dữ liệu của chúng.
Ví dụ sau đây không đúng do không tương thích kiểu:
int Bien_Nguyen;
float *Con_Tro_Thuc; …
Con_Tro_Thuc = &Bien_Nguyen;
Phép gán ở đây là sai vì Con_Tro_Thuc là một con trỏ kiểu float (nó chỉ có thể chứa được địa chỉ của biến kiểu float); trong khi đó, Bien_Nguyen có kiểu int.
Nội dung của ô nhớ con trỏ chỉ tới
Để truy cập đến nội dung của ô nhớ mà con trỏ chỉ tới, ta sử dụng cú pháp:
*<Tên biến con trỏ>
Ví dụ 3: Ví dụ sau đây cho phép khai báo, gán địa chỉ cũng như lấy nội dung vùng nhớ của biến con trỏ:
int i=10; int *pi;
pi=&i;
i=10; // hoặc *pi=10;
Lưu ý: Khi gán địa chỉ của một biến cho một biến con trỏ, mọi sự thay đổi trên nội dung ô nhớ con trỏ chỉ tới sẽ làm giá trị của biến thay đổi theo (thực chất nội dung ô nhớ và biến chỉ là một).
Ví dụ 4: Đoạn chương trình sau thấy rõ sự thay đổi này:
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main()
{
int a,b,*pa,*pb;
a=2; b=3;
printf("\nGia tri cua bien a=%d \nGia tri cua bien b=%d ",a,b);
pa=&a;
pb=&b;
printf("\nNoi dung cua o nho con tro pa tro toi=%d",*pa);
printf("\nNoi dung cua o nho con tro pb tro toi=%d ",*pb);
*pa=20; /* Thay doi gia tri cua *pa*/
*pb=20; /* Thay doi gia tri cua *pb*/
printf("\nGia tri moi cua bien a=%d \n Gia tri moi cua bien b=%d ",a,b);
getch();
return 0;
}
){kind=link}