Указатели

@Hagrael · Регистрация: 07.01.2010

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

1) Указатель можно инициализирвоать только с помощью операции *p=&a? А как записать адрес переменной в простую переменную (я пытался это делать через операцию b=&a, но компилятор ругается, говорит, что операция &a возвращает указатель.
2) Почему имеет значение тип указателя? Ведь это просто ссылка на переменную.

И еще один вопрос, не касающийся указателей:
3) Как программа узнает, какие места ОЗУ ей можно занимать (не заняты др. программой), а какие - нет.

@talis · 25.06.2011, 17:14

А какой вид имеет виртуальная память? Шестнадцатеричное число? И может ли быть у разных программ переменные с одинаковым виртуальным адресом?

Да, могут. Реально это будут разные физические адреса, а виртуальное адресное пространство у каждого процесса своё. Почувствуйте термин - адресное пространство. Виртуальная память - это куча байт, с точки зрения программы идущих друг за другом. В физической памяти это пространство может разрываться, но операционка обеспечивает непрерывность виртуального адресного пространства с точки зрения программы.

Размер может быть не известен, но адрес-то должен... Или нет?

Нет. Когда вы говорите

C++

1	char *str_ptr = new char[16];

вы говорите операционке: "сделай мне где-нибудь 16 байт памяти, лежащих в моём виртуальном адресном пространстве друг за другом, и помести адрес на начало этого массива в переменную str_ptr.

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от Hagrael

А где хранятся связки Вирт. адрес => Физ. адрес? В .tmp файле?
И может ли ОС выделить одной программе более 4 ГБ памяти? И зачем ОС такие колосальные объемы - 2 ГБ? И точно ли в Windows под начало выполнения программы выделяется 4 ГБ памяти? Может ли быть выделено меньше? А то у меня столько процессов, не верится, что на каждый уходит по 4 ГБ.

Таблица сопоставления адресов (так, кажется) находится в памяти ядра операционки. Не знаю на счёт винды, но unix'ы должны выделять одной программе более 4 гигов памяти. При начале выполнения программы ей выделяется меньше памяти, но страницы реальной памяти пришиваются к её виртуальной по мере необходимости. Ну и освобождаются, соответственно.

Добавлено через 1 час 10 минут

Сообщение от Hagrael

Виртуальная память - 16-ричное число, которое и содержится в указателе;

Нет, виртуальная память - это огромная последовательность байт, которые доступны программе для хранения в ней каких-либо значений. Программа втыкает эти значения в разные места виртуальной памяти. Указатель - это число, которое показывает, в каком месте виртуальной памяти находится начало объекта (переменной, структуры, массива...).

Виртуальная память с точки зрения программы непрерывна, а с точки зрения операционки, она фрагментирована, и фрагменты лежат в разных местах физической памяти, может даже не по порядку или даже в свопе. Операционка делает так, чтобы (1) программа не задумывалась о том, где реально находится её память и как к ней подобраться и (2) чтобы две программы сидели каждая в своём виртуальном адресном пространстве и не портили друг другу данные.

Добавлено через 18 секунд
Извините, не сразу заметил апдейт

@xAtom · 25.06.2011, 18:15

В Windows 32 - разрядных виртуалка начинается 64-kb со свободного блока с нулевым адресом, выгружаемый пул ядра от 0xE1000000 до 0xECFFFFFF = 192mb для хранения динамических структур компонентов ядра. Все пользовательские процессы загружаться в нижнюю часть 2gb-виртуальной памяти а системные верхнию часть dll/sys - драйверы устройств только в верхней области виртуальной памяти доступен весь блок памяти процессов 4gb, все системные модули такие как gdi32, kernel32, user32 и т.п, работают для всех пользовательских процессов в одном экземпляре, также можно создать общий модуль для всех процессов.

@Chelioss · 25.06.2011, 18:44

Допустим есть две запущенные программы. Для каждой система выделила виртуальную память.
Адрес начала этой виртуальной памяти 0x00000000?
А теперь представим, что эти две программы одинаковые. Тогда будут ли виртуальные адреса переменных совпадать? Если да, то почему эта программа выводит разные адреса, если ее несколько раз запустить? :

C++

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main(void)
{
    int a = 5;
    int *p = &a;
    cout << p;
    cin.get();
    return 0;
}

@ValeryLaptev · 25.06.2011, 18:59

Chelioss, потому как КАЖДАЯ запущенная программа - это отдельеный процесс, для которого создается отдельный дескриптор и свои таблицы страниц виртуальной памяти. Каждый отдельный процесс имеет собственную виртуальную память и соотеветстсенно, никак не пересекающуюся с другими процессами реальную. Реальная тоже может совпадать, так как страницы могут распределяться таким образом.
Далее, каждый процесс еще и СОБСТВЕННЫЙ стек имеет. А все локальные переменные - они в стеке...

Это не зависит, одна и та же прога запускалась или разные.

@Hagrael · 25.06.2011, 20:21 **[ТС]**

talis, спасибо за объяснение.

Но вопросы еще остались. Ядро ОС - это ОЗУ, как я понимаю?

А почему такой код:

C++

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main() {
    int a=5, b;
    cout << &a;
    cin >> b;
    return 0;
}

выдает 0x22ff54? Это же 10577524-ый байт! Куда ушла остальная память? На функции?

Мне еще не до конца понятно, почему здесь все говорят, что операция &a возвращает адрес переменной, а не указатель. Но ведь (повторюсь) возвращаемое значение имеет тип type* - тип указателя, а следовательно, это не адрес (простое число), а указатель!

Не могли бы вы сказать, отличаются ли следующие явные приведения типов технически:

C++

1
2
3

b=static_cast<int>(a);
b=int(a);
b=(int) a;

Почему 2-ой вариант является инициализацией? (ну, все операции по сути являются как инициализацией, так и приведением типов)

И хотелось бы узнать, конструкции, подобные static_cast<type_to>(variable) обрабатываются по ходу программы или на уровне компилятора? В смысле, может ли пользователь создавать подобные конструкции? (с угловыми скобками etc). int во 2-ом случае вызывается как функция или это обрабатывается компилятором по-особому? И 3-ий вариант тоже весьма интересен. Почему нельзя записать просто b=int a?

Заранее благодарю за ответы.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от ValeryLaptev

КАЖДАЯ запущенная программа - это отдельеный процесс, для которого создается отдельный дескриптор и свои таблицы страниц виртуальной памяти

Отдельные-то они отдельные, но в "продуктовом" файле под переменную всегда выделяется одно и то же место в виртуальной памяти. (или нет?) У меня, к примеру, всегда высвечивается один и тот же адрес переменной.

@pito211 · 25.06.2011, 20:54

Сообщение от Hagrael

Но вопросы еще остались. Ядро ОС - это ОЗУ, как я понимаю?

почитай Таненбаума "Современные операционные системы" ну или как то так название и все вопросы отпадут. А то вопросы и выводы у тебя мягко говоря странные, например как это

Сообщение от Hagrael

Но ведь (повторюсь) возвращаемое значение имеет тип type* - тип указателя, а следовательно, это не адрес (простое число), а указатель!

по пути ещё ассемблер освой, непонимание основ подводит тебя и из-за этого ты какую то фигню размусолил аж на пять страниц

@Hagrael · 25.06.2011, 20:57 **[ТС]**

pito211, позже я доберусь и до ассемблера, однако пока хочется узнать механизмы.

@pito211 · 25.06.2011, 21:11

да уже сто раз тут все механизмы обсудили, указатели разжевали как только могли, а ты до сих пор задаёшь одни и те же вопросы. Про виртуальную память всё подробно расписано в книге, которую я привёл выше. Может лучше её открыть, а не дёргать других людей по пустякам, уж наверно у них есть дела поважнее, чем цитирование литературы, находящейся в свободном доступе? Накрайняк можно в педивикию заглянуть

Добавлено через 4 минуты

Сообщение от pito211

да уже сто раз тут все механизмы обсудили, указатели разжевали как только могли

и если ты не понял чего то про указатели, то это целиком из-за пробелов в знаниях. Значит тут два варианта - заполнить пробелы или оставить как есть

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от Hagrael

3) Как программа узнает, какие места ОЗУ ей можно занимать (не заняты др. программой), а какие - нет.

на этот вопрос в книге таненбаума целая глава есть ВАП

@Hagrael · 25.06.2011, 21:14 **[ТС]**

pito211, в моей книге этих нюансов не описывается, а главу "Указатели" я полностью прошел. Я не заставляю никого помогать и не испытываю злобу на людей этого форума, которые мне не помогают

Но будьте добры, не заводите впредь эту тему, если конкретную литературу вы не посоветуете. А эта тема действительно будет полезна не только мне, но и другим новичкам, ведь здесь все изложено кратко.

@ValeryLaptev · 25.06.2011, 21:23

Hagrael, немного про адреса и указатели.
Память - это массив байтов. А элементы массива, как ты знаешь, ПРОНУМЕРОВАНЫ. От 0 до n-1.
В 32-битной машине этот массив имеет размер 2^32 = 4 гб.
Номер элемента памяти - это и есть адрес. Это положительное целое число. Указатель - это переменная, которая хранит этот номер-адрес. В С++ принято, что при выводе на экран значение указателя (целое число-номер элемента памяти) выводится в шестнадцатеричной системе.

@taras atavin · 26.06.2011, 10:30

Сообщение от talis

Ответить можно и так, и так. Один и тот же указатель может хранить адрес любого по размеру куска памяти. Потому, что единственное, что он хранит - это адрес начала этого куска.

С этим связана одна проблема:

C++

1	delee [] p;//Сколько байт здесь освобождать?

. Как решается?

Добавлено через 13 минут

Сообщение от Hagrael

Каждая программа думает, что она одна. Обеспечивает эту сладкую иллюзию для эгоистки-программы операционная система. Но мне не до конца понятно вот что: в коде откомпилированного файла не хранится точный адрес переменной, по которому ее надо записать. Ведь если так будет, то по этому адресу может находиться другая переменная, и возникнет конфликт.

Не будет никакого конфликта, так как по данному адресу в локальном виртуальном адресном пространстве (именно так, виртуальная память - это вообще файл на винчестере, ни какого отношения он сюда не имеет, а работает с ним единственная программа - операционная система, так что в нём как раз только физические адреса) нет других программ, чьи данные и код могли оказаться по указанному адресу. Я уже писал про отсебячьи карты, так вот, это карты разных райнонов, у каждой проги свой.

@Hagrael · 26.06.2011, 10:34 **[ТС]**

Странная вещь у меня тут возникла. Вот код:

C++

1 2	const int a=5; const int b=a;

Без слова const перед int b код не хочет работать. Т. е. из константы в обычную переменную переводить нельзя. Однако этот код:

C++

1 2	int a[10]; int* b=a;

работает! В чем дело?

@taras atavin · 26.06.2011, 10:35

Сообщение от Hagrael

На этапе компиляции переменные являются указателями?

Нет. Но поля элементов таблицы - указатели.

@Hagrael · 26.06.2011, 10:36 **[ТС]**

Непонятно вообще, зачем массив делают константой.

@~~Bers~~ · 26.06.2011, 11:38

Сообщение от taras atavin

С этим связана одна проблема:

C++

1	delee [] p;//Сколько байт здесь освобождать?

. Как решается?

Существует небольшая проблема:
int m[]; int * p = m; // or int * p = &m[0];
В рантайме невозможно в принципе узнать, какой тег следует приписать указателю - массив или нет.

Однако, есть безопасная функция, которая позволяет узнать сколько было заявлено при new [количество] ???

И да, кстати:

int* iPtr = new int [10];
delete [] iPtr;

Как вы видите, при удалении данных не нужно указывать явное количество.
Напрашивается вывод: реализация delete[] знает точное количество элементов.
Внимание вопрос: если нечто знает количество элементов, на кой чорт это количество дополнительно помнить?

Вопрос номер два: как узнать, какое количество элементов было выделено с помощью new[]
Варианты с шаманством над адресами не предлагать. Существует безопасная функция.

Вопрос номер три: как узнать, на какое количество элементов вообще ссылается указатель iPtr ?
У кого и как об этом можно спросить?

Главный вопрос номер четыре: Как научить клиентский код различать указатель на объект от указателя на массив?

Добавлено через 36 минут

Сообщение от Hagrael

Непонятно вообще, зачем массив делают константой.

см. идеологию "строгой типизации". А так же "почему истовый профессионал сыплет константами везде, где только можно".

/ps константность иногда убивает инкапсуляцию.

@xAtom 935 / 760 / 299 Регистрация: 09.12.2010 Сообщений: 1,346 Записей в блоге: 1
	25.06.2011, 18:15	42
	В Windows 32 - разрядных виртуалка начинается 64-kb со свободного блока с нулевым адресом, выгружаемый пул ядра от 0xE1000000 до 0xECFFFFFF = 192mb для хранения динамических структур компонентов ядра. Все пользовательские процессы загружаться в нижнюю часть 2gb-виртуальной памяти а системные верхнию часть dll/sys - драйверы устройств только в верхней области виртуальной памяти доступен весь блок памяти процессов 4gb, все системные модули такие как gdi32, kernel32, user32 и т.п, работают для всех пользовательских процессов в одном экземпляре, также можно создать общий модуль для всех процессов. 1

@pito211 187 / 174 / 18 Регистрация: 22.03.2010 Сообщений: 612
	25.06.2011, 20:54	46
	Сообщение от Hagrael Но вопросы еще остались. Ядро ОС - это ОЗУ, как я понимаю? почитай Таненбаума "Современные операционные системы" ну или как то так название и все вопросы отпадут. А то вопросы и выводы у тебя мягко говоря странные, например как это Сообщение от Hagrael Но ведь (повторюсь) возвращаемое значение имеет тип type* - тип указателя, а следовательно, это не адрес (простое число), а указатель! по пути ещё ассемблер освой, непонимание основ подводит тебя и из-за этого ты какую то фигню размусолил аж на пять страниц 0

@Hagrael БТР - мой друг 333 / 277 / 47 Регистрация: 07.01.2010 Сообщений: 1,932
	25.06.2011, 20:57 [ТС]	47
	pito211, позже я доберусь и до ассемблера, однако пока хочется узнать механизмы. 0

@pito211 187 / 174 / 18 Регистрация: 22.03.2010 Сообщений: 612
	25.06.2011, 21:11	48
	да уже сто раз тут все механизмы обсудили, указатели разжевали как только могли, а ты до сих пор задаёшь одни и те же вопросы. Про виртуальную память всё подробно расписано в книге, которую я привёл выше. Может лучше её открыть, а не дёргать других людей по пустякам, уж наверно у них есть дела поважнее, чем цитирование литературы, находящейся в свободном доступе? Накрайняк можно в педивикию заглянуть Добавлено через 4 минуты Сообщение от pito211 да уже сто раз тут все механизмы обсудили, указатели разжевали как только могли и если ты не понял чего то про указатели, то это целиком из-за пробелов в знаниях. Значит тут два варианта - заполнить пробелы или оставить как есть Добавлено через 1 минуту Сообщение от Hagrael 3) Как программа узнает, какие места ОЗУ ей можно занимать (не заняты др. программой), а какие - нет. на этот вопрос в книге таненбаума целая глава есть ВАП 1

@Hagrael БТР - мой друг 333 / 277 / 47 Регистрация: 07.01.2010 Сообщений: 1,932
	25.06.2011, 21:14 [ТС]	49
	pito211, в моей книге этих нюансов не описывается, а главу "Указатели" я полностью прошел. Я не заставляю никого помогать и не испытываю злобу на людей этого форума, которые мне не помогают Но будьте добры, не заводите впредь эту тему, если конкретную литературу вы не посоветуете. А эта тема действительно будет полезна не только мне, но и другим новичкам, ведь здесь все изложено кратко. 0

@Hagrael БТР - мой друг 333 / 277 / 47 Регистрация: 07.01.2010 Сообщений: 1,932
		1
	Указатели 23.06.2011, 20:08. Показов 5473. Ответов 54 Метки нет (Все метки) 1) Указатель можно инициализирвоать только с помощью операции p=&a? А как записать адрес переменной в простую переменную (я пытался это делать через операцию b=&a*, но компилятор ругается, говорит, что операция &a возвращает указатель. 2) Почему имеет значение тип указателя? Ведь это просто ссылка на переменную. И еще один вопрос, не касающийся указателей: 3) Как программа узнает, какие места ОЗУ ей можно занимать (не заняты др. программой), а какие - нет. 0

@ValeryLaptev 1069 / 848 / 60 Регистрация: 30.04.2011 Сообщений: 1,659
	25.06.2011, 18:59	44
	Chelioss, потому как КАЖДАЯ запущенная программа - это отдельеный процесс, для которого создается отдельный дескриптор и свои таблицы страниц виртуальной памяти. Каждый отдельный процесс имеет собственную виртуальную память и соотеветстсенно, никак не пересекающуюся с другими процессами реальную. Реальная тоже может совпадать, так как страницы могут распределяться таким образом. Далее, каждый процесс еще и СОБСТВЕННЫЙ стек имеет. А все локальные переменные - они в стеке... Это не зависит, одна и та же прога запускалась или разные. 2

@ValeryLaptev 1069 / 848 / 60 Регистрация: 30.04.2011 Сообщений: 1,659
	25.06.2011, 21:23	50
	Hagrael, немного про адреса и указатели. Память - это массив байтов. А элементы массива, как ты знаешь, ПРОНУМЕРОВАНЫ. От 0 до n-1. В 32-битной машине этот массив имеет размер 2^32 = 4 гб. Номер элемента памяти - это и есть адрес. Это положительное целое число. Указатель - это переменная, которая хранит этот номер-адрес. В С++ принято, что при выводе на экран значение указателя (целое число-номер элемента памяти) выводится в шестнадцатеричной системе. 1

@taras atavin 4226 / 1795 / 211 Регистрация: 24.11.2009 Сообщений: 27,562
	26.06.2011, 10:35	53
	Сообщение от Hagrael На этапе компиляции переменные являются указателями? Нет. Но поля элементов таблицы - указатели. 0

@Hagrael БТР - мой друг 333 / 277 / 47 Регистрация: 07.01.2010 Сообщений: 1,932
	26.06.2011, 10:36 [ТС]	54
	Непонятно вообще, зачем массив делают константой. 0