Les pointeurs
Un des fondements du langage C est la manipulation directe de la mémoire. C’est une vraie particularité du C, car tous les langages de haut niveau comme Java ou Python mettent en oeuvre des mécanismes automatiques de réservation, protection et libération de la mémoire utilisée.
La manipulation de la mémoire va nécessiter d’accéder à l’adresse des variables. On se servira pour cela d’un pointeur, une variable particulière qui ne contient pas de valeur mais l’adresse mémoire d’une autre variable.
L’utilisation des pointeurs est incontournable, elle facilite la programmation dans certains cas, voire est indispensable dans d’autres.
Le principe
L’idée générale est de ne plus manipuler seulement les valeurs des variables, mais également leur adresse mémoire.
On considère le code source suivant, dans lequel deux variables sont déclarées en mémoire :
1// pointers.c
2
3#include <stdio.h>
4
5int main()
6{
7 int b = 4;
8 int* a = &b;
9 return 0;
10}
Dans ce programme :
best une variable de typeint(entier) dont la valeur est initialisée à4;aest une variable de typeint*(pointeur vers un entier) et dont la valeur est initialisée à l’adresse deb.
La variable a contient une valeur particulière qui n’est ni un int, ni un double, ni un char. Il s’agit de l’adresse d’une autre variable.
Modifions un peu le code pour afficher les valeurs et les adresses de chacune des deux variables a et b :
1// pointers.c
2
3#include <stdio.h>
4
5int main()
6{
7 int b = 4;
8 int* a = &b;
9
10 printf("b = %d\n", b); // valeur de b
11 printf("&b = %p\n", &b); // adresse de b
12 printf("a = %p\n", a); // valeur de a
13 printf("*a = %d\n", *a); // valeur pointée par a
14 printf("&a = %p\n", &a); // adresse de a
15
16 return 0;
17}
Observer attentivement ce code, et en particulier
l’emplacement réservé
%putilisé pour afficher un pointeur (l’adresse d’une variable) (ligne 11) ;l’opérateur
&permettant d’accéder à l’adresse d’une variable (ligne 11) ;l’opérateur d’indirection
*utilisé pour accéder au contenu d’un pointeur (ligne 13).
Note
l’opérateur
&s’applique à toute variable ;l’opérateur d’indirection
*n’est valide que si la variable à laquelle il s’applique est un pointeur ;lorsqu’ils sont chainés, les opérateurs
&et*s’évaluent de droite à gauche.
Ce code produit l’affichage suivant (les adresses mémoires seront différentes sur votre machine)
b = 4
&b = 0x7ffd1191ca00
a = 0x7ffd1191ca00
*a = 4
&a = 0x7ffd1191c7ac
ce qui correspond à la figure ci dessous.
En résumé :
best une variable de typeint(entier) située à l’adresse0x7ffd1191ca00et dont la valeur est4;aest une variable de typeint*(pointeur vers un entier) située à l’adresse0x7ffd1191c7acet dont la valeur est0x7ffd1191ca00(l’adresse deb). Le contenu de la variable pointée paraest4.
Dans ce qui suit, b est un int et a un pointeur vers b.
01 - L’opérateur d’indirection, utilisé pour récupérer la valeur d’une variable dont on connait le pointeur est
02 - L’opérateur permettant d’obtenir l’adresse d’une variable est
03 - l’expression
&aest valide04 - l’expression
&best valide05 - l’expression
*aest valide06 - l’expression
*best valide07 - l’expression
&*aest valide08 - l’expression
&*afournit l’adresse dea09 - l’expression
&*afournit l’adresse deb10 - l’expression
&*afournit la valeur dea11 - l’expression
&*afournit la valeur deb12 - l’expression
&*best valide13 - l’expression
&*bfournit l’adresse dea14 - l’expression
&*bfournit l’adresse deb15 - l’expression
&*bfournit la valeur dea16 - l’expression
&*bfournit la valeur deb17 - l’expression
*&aest valide18 - l’expression
*&afournit l’adresse dea19 - l’expression
*&afournit l’adresse deb20 - l’expression
*&afournit la valeur dea21 - l’expression
*&afournit la valeur deb22 - l’expression
*&best valide23 - l’expression
*&bfournit l’adresse dea24 - l’expression
*&bfournit l’adresse deb25 - l’expression
*&bfournit la valeur dea26 - l’expression
*&bfournit la valeur deb
La déclaration
Un pointeur est une variable dont la valeur est l’adresse mémoire d’une autre variable. Comme toute variable dans un programme C elle doit être déclarée avant utilisation.
Pour illustrer ça, commentons la ligne 7 du code ci dessus, ce qui a pour effet de ne pas déclarer la variable b. Le compilateur produit un message du type:
pointers.c: In function ‘main’:
pointers.c:7:15: error: ‘b’ undeclared (first use in this function)
7 | int* a = &b;
| ^
pointers.c:7:15: note: each undeclared identifier is reported only once for each function it appears in
Analyser toutes les informations fournies par ce message d’erreur.
L’erreur de compilation concerne le fichier
L’erreur de compilation concerne la fonction
L’erreur de compilation se situe à la ligne
On peut localiser la position de l’erreur de compilation sur la ligne
L’erreur de compilation est due à l’absence d’initialisation
L’erreur de compilation est due à l’absence de déclaration
La forme générale de déclaration des pointeurs est la suivante:
type *varname;
L’astéristique identifie varname comme un pointeur vers une variable de type type. Pour les types courants :
int *i; /* pointeur vers un int */
double *d; /* pointeur vers un double */
char *c /* pointeur vers un character */
Note
Il y a deux écritures possibles pour la déclaration d’un pointeur. Les deux sont valides, équivalentes et expriment deux façons de voir les choses. Selon le cas, il sera plus signifiant de considérer l’une ou l’autre :
int *i;exprime le fait que le contenu deiest unint;int* i;exprime le fait queiest un pointeur vers unint.