מצביע
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
במדעי המחשב מצביע הוא טיפוס נתונים בשפת תכנות אשר ערכו מפורש ככתובת בזיכרון המחשב.
תוכן עניינים |
[עריכה] מהו מצביע
לכל יחידת זיכרון מוקצית כתובת. לרוב כל מילה או בית בזיכרון המחשב מהווים יחידת זיכרון. המחשב מאפשר לנו לקבל ולשנות את הערך ביחידת זיכרון הנ"ל באמצעות המצביע. מצביעים הם טיפוסי נתונים המכילים כתובות.
מצביעים הם מאבני היסוד של שפות התכנות הקלאסיות. הם מאפשרים:
- להתייחס למידע המאוחסן בזיכרון המחשב באופן מופשט.
- העברת פרמטרים בין שגרות באופן חסכוני משום שלא נדרשת העתקה.
- הקצאה דינמית של זיכרון בזמן ריצה ועוד.
שימוש לא נכון במצביעים עלול לגרום לחריגות במהלך ריצת תוכנית המחשב. נסיון גישה לכתובת לא חוקית יגרום לחריגת גישה. שורש הבעיה נעוץ בקלות בה ניתן לבצע מניפולציות על המצביעים, שהם ערכים מספריים לכל דבר.
[עריכה] מצביעי טיפוס
בשפות תכנות רבות ניתן להגביל מצביעים כך שיוכלו להצביע רק על טיפוסי נתונים מסוימים. לדוגמה, ניתן להגדיר מצביע לטיפוס int (מספרים שלמים).
[עריכה] מצביע לשגרה
ניתן להשתמש במצביעים על מנת להצביע על שגרה. יכולת זו מאפשרת להעביר שגרות כפרמטרים.
[עריכה] מצביע האפס
למצביע האפס יש ערך שמור (ע"פ רוב 0) המהווה אינדיקציה לכך שזוהי כתובת ריקה. מצביעי אפס הם בשימוש רב, על מנת לסמן מצבי קצה.
[עריכה] שימוש מושכל במצביעים
השימוש מצביעים הוא בעל פוטנציאל גבוה לבעיות בעיקר בגלל האפשרות לחריגת גישה. לעומת זאת, קשה לוותר על היתרונות שהשימוש בהם נותן. בשל כך הביאו שפות תכנות מתקדמות במדעי המחשב (כמו ג'אווה ו־C#) לשימוש בטיפוסים קצת יותר מוגבלים המאפשרים הצבעה על אובייקטים, אולם לא מאפשרים ביצוע מניפולציה מספרית על המצביע. כך למעשה מתבצעת הפרדה בין היכולת להצביע על אובייקטים, ובין היכולת לגשת לכתובות אקראיות בזיכרון.
בעיה נוספת הקשורה במצביעים ובהקצאת זיכרון דינאמית, היא דליפת זיכרון, הנובע מכך שבהליך מסוים זכרון שהוקצה לצורך פעולה, לא שוחרר בתום הפעילות ונשאר תפוס. כאשר פעולה זו מתבצעת פעמים רבות זכרון נתפס על ידי התוכנית לשוא, מכיוון שלא נעשה בו כל שימוש. גם כאן שפות תכנות מתקדמות ניסו לתת פתרונות הולמים, כגון "איסוף זבל" מובנה אוטומטי.
[עריכה] מחלקות לטיפול במצביעים
גישה נוספת היא ליצור מחלקה שתעטוף את הנושא של המצביעים ותאפשר לבצע פעילות שכזו, מבלי להיות חשוף לבעיות הכרוכות בהקצאה דינמית.
כך למשל בVB באמצעות מחלקת אוסף (Collection) היה ניתן להוסיף ולהסיר איברים באופן דינמי. האיברים יכלו להיות מכל סוגי המשתנים הקיימים, ויכלו להיות בו-זמנית שונים בגודלם ובסוגם, והגישה לאיברים הייתה באמצעות אינדקס כמו במערך. בדוט נט ישנה מחלקה מיוחדת (Marshal בשיתוף עם המשתנה IntPtr) שתפקידה לטפל בהקצאה דינמית מבלי לאפשר הקצאה דינמית ישירה. למחלקה זו יש אפשרויות רבות ומגוונות, ויחודה בכך שהיא מאפשרת הקצאה דינמית אך מצמצמת את הבעיות הכרוכות בכך.
