المؤشرات Pointers

لو قمنا بتعريف متغير x من نوع int كالتالي :

int x = 9;

الآن، عندما نريد استخدام هذا المتغير في الكود البرمجي، فالذي نقوم به هو فقط الإشارة للمتغير x ومن المنطقي أنه سيحمل القيمة 9 وليس العنوان الخاص به 5 في الذاكرة  كما هو موضح في الصورة اعلاه. لكن لفترض اننا نريد العنوان الخاص بهذا المتغير في الذاكرة لسبب ما. في هذه الحالة نقوم بالتالي:

int y = &x;

القيمة المخزنة في المتغير y هي بالطبع العنوان الخاص بالمتغير x في الذاكرة وهي 5. لتعريف متغير كمؤشر نقوم بالتالي:

int *k;

ماقمنا به هو تعريف متغير k كمؤشر من نوع int. وعندما نريد استخدام هذا المؤشر فهناك امرين مهمين:

• استخدام اسم المتغير k يعني اننا نريد فقط العنوان او المؤشر للخانة الخاصة بهذا المتغير في الذاكرة.
• استخدام المتغير k* يعني اننا نريد القيمة الفعلية وليس العنوان الخاص به في الذاكرة.

مثال بسيط على اخر نقطتين :

int *z = 0;

2. استخدام المؤشرات Pointers

للمؤشرات استخدامات كثيرة جداً في لغات البرمجة، من اهم هذه الاستخدامات الارسال عن طريق عنوان (Pass By Reference) نوضحه بمثال:

1. #include<stdio.h>

2. void test1(int m, int n)                //تعريف لدالة تستقبل متغيرين 

3. {

4. m=5;

5. n=24;

6. }

7. void test2(int *m, int *n)             //تعريف لدالة تستقبل مؤشر لمتغيرين

8. {

9. *m=5;                                        //تخزين الرقم 5 كقيمة فعلية داخل المتغير

10. *n=24;                                    //تخزين الرقم 24 كقيمة فعلية داخل المتغير

11. }

12. int main(void)

13. {

14. int a=10, b=16;

15. printf("a=%d, b=%d\n",a,b);

16. test1(a,b);

17. printf("a=%d, b=%d\n",a,b);

18. test2(&a , &b);

19. printf("a=%d, b=%d\n" , a , b);

20. return 0;

}

توضيح للكود اعلاه:

• في السطر (16) مناداة الدالة (test1(10,16 وسوف تقوم هذه الدالة في السطرين (4) و (5) بتغير القيمة الى 5 و 24. لكن كما تعلم ان المتغيرين m و n هما خاصين فقط بالدالة test1 وليس لهما اي تأثير خارج هذه الدالة. لذلك عند الوصول للسطر (17) تقوم دالة الطباعة printf بطباعة الرقمين 10 و 16 وليس 5 و 24.
• لكن عند السطر (18) يتم مناداة (test2(&10,&16 وسوف تقوم بإرسال متغيرين يحملان العنوان في الذاكرة لكل من a  و b للدالة test2. كما ترى في السطر(7) فالدالة تتوقع مؤشرين كما فعلنا في السطر(18)، وعند الوصول للسطر (9) و (10) نقوم بتغير القيم لكل من a و b الى 5 و 24 بدلاً من القيمة السابقة 10 و 16. استطعنا فعل ذلك بسبب ارسال عناوين الذاكرة الخاصة بـa و b بدلا من ارسال القيم الفعلية لهما كما في test1. وعند الوصول لدالة الطباعة في السطر(19) printf تقوم بالتأكيد بطبع 5 و 24 على التوالي.

مثال اخر يوضح قوة استخدام المؤشرات Pointers:

1. #include <stdio.h>

2. main()

3. {

4. int i1, i2, *p1, *p2;

5. i1 = 5;

6. p1 = &i1;

7. i2 = *p1 / 2 + 10;

8. p2 = p1;

9. printf("i1=%d, i2=%d, *p1=%d, *p2=%d\n", i1, i2, *p1, *p2);

}

توضيح للكود اعلاه:

• في السطر (4) قمنا بتعريف متغيرين عاديين ومتغيرين كمؤشر. 
• في السطر (6) قمنا بتخزين عنوان الذاكرة الخاص بـil في المؤشر p1. وفي هذه الحالة اصبح المتغير p1 يشير الى المتغير il.
• في السطر (7) قمنا بإستخراج القيمة الفعلية في p1 بإستخدام p1* وهي 5. ثم قمنا بعملية حسابية بسيطة وتخزينها في المتغير i2.
• في السطر (8) قمنا بتخزين عنوان الذاكرة الخاص بـp1 وهوا الذي يشير الى il في المؤشر p2.
• في السطر (9) بإستخدام دالة الطباعة، النتائج سوف تكون كالتالي:

i1 = 5, i2= 12, *p1= 5, p2= 5

للتكملة فقط، تجدر الإشارة ان الـArrays في لغة C تستخدم المؤشرات، مثال :

1. int array[5] = {1,3,6,7,5};

2. int x = array[0];

3. int y = *(++array);

توضيح للكود اعلاه:

• في السطر (1) قمنا بتعريف Array تحتوي على خمسة عناصر.
• في السطر (2) قمنا بتعريف متغير x يحتوي على القيمة الموجودة في [array[0  وهي 1 في هذه الحالة. تعتبر هذه الطريقة الاولى والمعروفة للتنقل بين العناصر في الـArrays باستخدام رقم بين القوسين يدل على ترتيب العنصر في الـ Arrays.
• في السطر (3)  array++ قمنا بزيادة المؤشر اللذي كان يشير لاول عنصر في الـArray الى الأشارة الى العنصر الثاني في الـArray. ثم عن طريق استخدام العلامة * الخاصة بإستخراج القيمة الفعلية من المؤشر، تم تخزين القيمة 3 في المتغير y.

٣- فيديو توضيحي

فيديو يوضح بطريقة مبسطة المقصود بالمؤشرات وكيفية استخدامها، مفيد جداً.