Адреса и указатели

Помимо ссылок, в C++ есть ещё один способ добраться до переменной из другого места: указатели. Чтобы их понять, нужно знать, что такое адрес.

Каждая переменная живёт в памяти компьютера. Память можно представить как длинный ряд пронумерованных ячеек, а номер ячейки, где живёт переменная, называется её адресом. Адрес переменной получают знаком & перед её именем:

#include <iostream>

int main() {
    int age = 15;
    std::cout << age << std::endl;
    std::cout << &age << std::endl;
    return 0;
}

Это выводит, например:

15
0xfff4

Адрес выводится как шестнадцатеричное число, поэтому он начинается с 0x, а среди цифр могут быть буквы. На вашем компьютере он будет другим и длиннее, например 0x7ffc1b2a3c4c. Вам не нужно знать, какое это число. Важно, что адрес можно сохранить в переменной и через неё добраться до самой переменной.

Переменная, в которой хранится адрес, называется указателем. Её тип — это тип переменной, на которую она указывает, со звёздочкой после него. Указатель на int имеет тип int*, указатель на double — тип double*:

int age = 15;
int* pointer = &age;

Читайте вторую строку так: «pointer — указатель на int, и он хранит адрес переменной age». Мы говорим, что pointer указывает на age.

До переменной, на которую указывает указатель, можно добраться через звёздочку перед указателем: *pointer. Так её можно и читать, и записывать:

#include <iostream>

int main() {
    int age = 15;
    int* pointer = &age;

    std::cout << *pointer << std::endl;
    *pointer = 16;
    std::cout << age << std::endl;
    return 0;
}

Это выводит:

15
16

Инструкция *pointer = 16; записала 16 в переменную, на которую указывает указатель, то есть в age. Это похоже на ссылку, но звёздочку приходится писать каждый раз.

Частые ошибки:

• int* pointer = age; без & заканчивается ошибкой cannot initialize a variable of type 'int *' with an lvalue of type 'int': указатель хранит адрес, а не число.
• pointer = 16; без звёздочки заканчивается ошибкой incompatible integer to pointer conversion assigning to 'int *' from 'int': вы пытаетесь записать число в сам указатель, а не в переменную, на которую он указывает.
• Тип указателя должен совпадать с типом переменной. double price = 9.5; и затем int* pointer = &price; заканчивается ошибкой cannot initialize a variable of type 'int *' with an rvalue of type 'double *'. Для double нужен double*.
• Если вывести pointer без звёздочки, программа не упадёт, но выведет адрес вместо значения, например 0xfff4.