اشيای ifstream و ofstream

در ++C برای کار کردن با فايل از کلاس های ifstream، ofstream و fstream استفاده می شود که در کتابخانه fstream.h تعريف شده اند. اشيای ifstream و ofstream مشابه cin و cout هستند. این اشیا می تواند در برنامه برای نمایش فایل های مسطح و دستکاری آنها بکار رود.

کلاس ifstream برای فايل های ورودی استفاده می شود. اگر می خواهيد فايلی را به منظور خواندن از آن باز کنيد یک نمونه از این کلاس را مانند زرر ایجاد کنید.

ifstream fin();

برای باز کردن فايلی به منظور نوشتن در آن بايد يک شیء ofstream ايجاد کرد.

ofstream fout();

کلاس ifstream شامل گروهی از توابع مورد استفاده روی فايل های ورودی است و کلاس ofstream توابع خروجی در فایل را دارد. عملکرد هردو در fsream ترکیب می شود. متدهای اصلی در جدول زیر نشان داده شده اند.

نام فايل

هر فايل روی ديسک دارای نامی است که هنگام کار کردن با آن مورد استفاده قرار می گيرد. نام فايل به صورت يک رشته کاراکتری است. قواعد نامگذاری فايل بسته به سيستم عامل دارد. در C++ نام فايل می تواند شامل اطلاعات مسير هم باشد. منظور از مسير دراويو و فولدری است که فايل در آنجا قرار دارد. اگر نام فايل بدون مسير مشخص شود محل فايل در موقعيت جاری درنظر گرفته می شود.

مثال. فايل test.txt از مسير جاری را به منظور خواندن باز می کند.

ifstream myfile("test.txt");

مثال. اگر فايل در فهرست دیگری باشد باید مسیر فایل کامل ذکر شود.

ifstream myfile ("c:\myfolder\test.txt");

در رشته ها کاراکتر بیان کننده کاراکتر escape است و دارای معنی خاص است به همين دليل برای جداکردن فولدر ها به جای باید از \ استفاده شود. اگر نام فايل از ورودی دريافت می شود يک علامت کافی است.

بازکردن فايل

فرآيند ارتباط بين جريان با فايل را باز کردن فايل می نامند. هنگامی که فايلی باز می شود برای خواندن و نوشتن آماده است. متد open يک فايل متن يا باينری را باز می کند. بايد یک متغیر از نوع ofstream/ifstream بسته به احتیاج تعریف شود.

ifstream infile;
ofstream outfile;
fstream myfile;

سپس فایل را با استفاده از open باز شود. اسم/مسير فایل و مد مورد نظر را تعيين کنید. مد مشخص می کند فايل ورودی، خروجی یا هردو است.فرم کلی متد به صورت زير است:

myfile.open(filename, mode)

filename رشته ای است که نام خارجی فايل، يعنی نامی که توسط ديسک شناخته شده است، را مشخص می کند. mode مقداری است که توسط ios تعريف می شود و مشخص می کند فايل با چه مدی (متن/باينری) و به چه منظوری (خواندن/نوشتن/ايجاد) باز شود. با استفاده از عملگر | می توان چند مقدار را با هم تلفيق کرد. پيش فرض فايل در مد متن باز می شود.

مثال. فايل متن myfile.txt را به منظور خواندن باز می کند.

infile.open("myfile.txt",ios::in);

مثال. فايل باينری myfile.txt را به منظور خواندن باز می کند.

infile.open("myfile.txt",ios::in|ios::binary);

مثال. فايل متن myfile.txt را به منظور نوشتن باز می کند.

outfile.open("myfile.txt",ios::out);

مثال. فايل متن myfile.txt را به منظور خواندن باز می کند.

myfile.open("myfile.txt",ios::in|ios::out);

مثال. فايل متن myfile.txt را به منظور اضافه کردن به انتهای آن خواندن باز می کند.

outfile.open("myfile.txt",ios::app);

مثال. فايل متن myfile.txt را پاک می کند و برای نوشتن باز می کند.

outfile.open("myfile.txt",ios::trunc);

تحت شرايطی ممکن است باز کردن فايل با عدم موفقيت روبرو شود نظير: استفاده از نام فايل غير مجاز، موجود نبودن فايل روی ديسک يا مسير ذکر شده، نداشتن اجازه دسترسی و .... اگر بازکردن فايل موفق نباشد تابع مقدار NULL را برمی گرداند که توسط متدهای is_open يا fail بررسی می شود و برنامه بايد پيغام خطای مناسب را با cerr نمايش دهد.

مثال.

if (!outfile.is_open()) {
   cerr << "Could not create file." << endl;
   exit(1);
   }

خواندن و نوشتن فايل

بعد از بازکردن فايل برنامه می تواند داده را از فايل بخواند يا مقداری را در فايل بنويسد. برای فايل های متن عملگرهای << و >> مشابه cin و cout‌ عمل می کنند و می توانند برای خواندن و نوشتن استفاده شوند.

تابع getline تابع خوبی است که اجازه می دهد يک خط از فايل متن (که به کاراکتر انتهای خط ختم شده است) را بخوانيد و در يک متغير رشته ای ذخيره کنيد. getline از فايل متن کاراکترها را تا رسيدن به کاراکتر انتهای خط می خواند. اما خود کاراکتر انتهای خط را در رشته ذخيره نمی کند.

در فايل های باينری متدهای read و write برای خواندن و نوشتن بکار می روند.

مثال. کپی کردن يک فايل در ديگری.

#include <string.h>
#include <fstream.h>
int main() {
   ifstream in("Scopy.cpp"); // Open for reading
   ofstream out("Scopy2.cpp"); // Open for writing
   string s;
   while(getline(in, s)) // Discards newline char
      out << s << "n"; // ... must add it back
}

تشخيص انتهای فايل

گاهی دقيقا می دانيد طول فايل چند بايت است بنابراين نيازی به تشخيص انتهای فايل نيست. ولی در اکثر مواقع از طول فايل اطلاعاتی نداريد. متد eof() زمانی که به انتهای فايل برسيد مقدار true را بر می گرداند.

بستن فايل

با ايجاد پيوند بين يک جريان و فايل ديسک اتوماتيک يک بافر ايجاد و به جريان مرتبط می شود. بافر بلاکی از حافظه است که به عنوان واسطه ای بين جريان و سخت افزار ديسک عمل می کند و برای ذخيره موقت داده هائی که از فايل خوانده يا نوشته می شوند بکار می رود. چون ديسک درايو به صورت بلاکی کار می کند، داده ابتدا در بافر ذخيره می شود تا بافر پر شود سپس کل بافر به صورت يک بلاک روی ديسک ذخيره می شود. همين فرآيند زمان خواندن داده از ديسک هم اتفاق می افتد.

در طی اجرای برنامه داده هائی که برنامه روی فايل می نويسد ممکن است در بافر باقی بماند. اگر برنامه بدون بستن فايل خاتمه پيدا کند داده از بافر به درون فايل منتقل نمی شود و اطلاعات از دست می رود. بنابراين بعد از اينکه کارتان با فايل تمام شد بايد آنرا ببنديد. درصورت نياز مجددا فايل را باز کنيد.

متد close() فايل را می بندد. اين متد کل جريان های بافر شده را به فايل منتقل می کند.

myfile.close();

اگر برنامه دچار شکست شود داده ممکن است داده موجود در بافر از دست برود. برای جلوگيری از اين کار در صورت نياز با استفاده از متد flush() می توانيد محتويات بافر را بدون بستن فايل به فايل منتقل کنيد.

مثال. يک فايل ممکن است در برنامه به منظور خواندن و نوشتن چندبار باز و بسته شود.

#include <fstream.h>
#include <iostream.h>
int main () {
   char buffer[256];
   fstream myfile; // open it for output then write to it
   myfile.open("test2.txt",ios::out | ios::trunc);
   if (myfile.is_open()) {
      myfile << "This outputting a line.n";
      myfile.close();
      }
   myfile.open("test.txt",ios::in); // open it for input and read in
   myfile.getline(buffer,100);
   cout << "The file contains " << buffer << "n";
   myfile.close();
   myfile.open("test.txt",ios::app); //open for appending and append
   myfile << " Hey this is another line n";
   myfile.close();
   myfile.open("test.txt",ios::in); // open it for input and read in
   myfile.getline(buffer,200);
   cout << "The file contains " << buffer << "n";
   myfile.close();
   return 0;
}

نکته. مديريت بافر با سيستم عامل است.
نکته. قبل از خواندن يا نوشتن فايل آن را باز کنيد.
نکته. هميشه بعد از بازکردن فايل چک کنيد فايل بطور موفق باز شده است يا خير.
نکته. موقعيت خود را درون فايل چک کنيد تا از انتهای فايل عبور نکنيد.
نکته. در انتها حتما فايل را ببنديد.

فایل مسطح

فایل های پایگاه داده دارای ساختار مشخصی هستند. روابط بین داده ها/ رکوردها و فایل های مختلف به روشنی در پایگاه داده تعریف می شود. برخلاف فايل های پايگاه داده، فایل مسطح (flat) ساختاری ندارد. داده در فايل به سادگی بدون ارتباط با داده های ديگر درون فايل يا فايل های ديگر ذخيره می شود. ممکن است تصور بشود که فایل های رابطه ای به دليل داشتن ساختار معين مناسب تر هستند اما حالت هایی وجود دارد که بهتر است داده در فایل های مسطح ذخيره شود تا پایگاه داده های رابطه ای پیچیده (مانند نوشتن log یا event یا exception ).

نکته. فایل هائی که در notepad می سازید فایل مسطح هستند.

++C کليه عمليات ورودی و خروجی و فايل را به صورت جريانی از بایت ها انجام می دهد. یک جریان (stream) یک دنباله از بایت ها است که هر بایت نشان دهنده یک کاراکتر است. جریان ورودی بایت هایی را از دستگاه ورودی، معمولا صفحه کلید یا یک فایل روی دیسک دریافت می کند. جريان خروجی بايت هائی را به صفحه نمايش، چاپگر يا فايل می فرستد.

برنامه بايد ارتباطی بين جريان و يک فايل معين روی ديسک برقرار کند. به عبارت ديگر يک جريان مربوط به فايل بايد قبل از استفاده باز شود. بعد از باز کردن فايل می توان اطلاعات را از فايل خواند يا درون فايل نوشت. هر فايل باز شده يک اشاره گر فايل دارد که بر اساس تعداد بايت هائی که از ابتدای فايل خوانده يا نوشته شده است موقعيت درون فايل را مشخص می کند. دسترسی به فايل باعث می شود اين اشاره گر بهنگام شود.

دو نوع دسترسی به فايل وجود دارد: ترتيبی و تصادفی. در دسترسی ترتيبی (sequential access) داده ها از فايل به ترتيب از ابتدا تا انتها خوانده می شوند. فايل با دسترسی مستقيم يا تصادفی (random access) اجازه می دهد اشاره گر فايل به هر نقطه مورد نظر در فايل پرش کند.

يک جريان فايل می تواند در دو مد متن (text) يا باينری (binary) باز شود. يک فايل متن شامل مجموعه ای از خطوط است. هر خط شامل مجموعه ای از کاراکترهاست که به کاراکتر انتهای خط (newline) ختم می شود (کاراکترهای با کد اسکی 10 و 13). ماکزيمم طول هر خط 255 کاراکتر است.

نکته. بخاطر داشته باشيد هر خط يک رشته منتهی به کاراکتر NULL نيست بلکه به کاراکتر انتهای خط ختم می شود.

فایل های مسطح متنی نوعی فایل ترتیبی هستند. ++C با این فایل ها به صورت دنباله ای از بایت ها برخورد می کند، فایل های ترتیبی ساختار اضافی ندارند هرساختار اضافی باید توسط برنامه تحمیل شود. راهی برای گردش در فایل های ترتيبی وجود ندارد، فايل هميشه بايد از ابتدا شروع شود.

فايل باينری داده ها را به همان فرمتی که در حافظه اصلی نمايش داده می شوند روی ديسک ذخيره می کند. بنابراين مانند فايل های متن اعداد به کاراکتر تبديل نمی شوند. اگر فايل باينری در يک اديتور متن باز شود اعداد به صورت کاراکترهای نامفهوم نمايش داده می شوند. فايل های باينری از هيچ نشانه ای برای جدا کردن خطوط داده ای استفاده نمی کنند.

آرگومان های خط فرمان

هنگامی که يک برنامه از خط فرمان سيستم عامل فراخوانی می شود آرگومان هائی را می توان به تابع main ارسال کرد. پارامترهای تابع main به شکل زير هستند.

int main(int argc, char* argv[])
{
...
}

argv هميشه آرايه ای رشته ای است که شامل دستوری است که در خط فرمان وارد می شود. فضای خالی، اجزای فرمان را از هم جدا و تبديل به آرگومان های جداگانه در آرايه می کند. argc تعداد عناصر درون آرايه پارامتر دوم است. argv[0] شامل مسير و نام خود برنامه است.

مثال. برنامه زير کليه آرگومان های خط فرمان را نمايش می دهد.

//CommandLineArgs.cpp
#include <iostream.h>
int main(int argc, char* argv[]) {
cout << "argc = " << argc << endl;
for(int i = 0; i < argc; i++)
cout << "argv[" << i << "] = "
<< argv[i] << endl;
}

اسامی argv و argc برای آرگومان های خط فرمامن الزامی نيست و می توان از شناسه های ديگر استفاده کرد ولی اين دو اسم متعارف هستند و استفاده از اسامی ديگر باعث گيج شدن افراد ديگر می شود.

اشاره گر به ساختمان

مشابه هر نوع داده ديگری می توان اشاره گری به ساختمان در برنامه اعلان کرد. اشاره گر به ساختمان معمولا برای ارسال ساختمان به تابع استفاده می شود. علاوه براين برای پياده سازی ساختمان داده مهم هم بکار می رود.

برای دسترسی به عناصر ساختمان از طريق اشاره گر باید از عملگر -> (indirect membership operator) استفاده شود.

مثال. استفاده از اشاره گر برای دسترسی به ساختمان

#include <iostream.h>
typedef struct account {
   float balance;
}
account *ptraccout;
int main() {
   ptraccount = new account;
   ptraccount->balance=2000;
   cout << ptraccount->balance;
   delete ptraccount;
   return 0;
}

راه ديگر برای دسترسی به اجزای ساختمان توسط اشاره گر استفاده از عملگر مرجع است. اشاره گر به همراه علامت * بايد درون پرانتز قرار گيرند زيرا عملگر (.) الويت بيشتری نسبت به (*) دارد.

(*ptraccount).balance = 2000;

C++ اجازه می دهد که اشاره گری به اشاره گر دیگر داشته باشید. چون یک اشاره گر یک روش غیر مستقیم دسترسی به یک متغیر است به همين دليل اشاره گر به اشاره گر غیر مستقیم چندگانه (multiple indirection) ناميده می شود. برای تولید اشاره گر به اشاره گر یک ستاره برای هر لایه از ارجاع اضافه می شود. بندرت اتفاق می افتد که اشاره گر به اشاره گر را در برنامه ای استفاده شود.

مثال.

char x;
char *y;
char **z;
x='z';
y=&x;
z=&y;

اشاره گر به تابع

وقتی تابع کامپايل شده و در حافظه برای اجرا قرار می گيرد قسمتی از حافظه را اشغال می کند بنابراين دارای آدرس است که می توان آن را به اشاره گری اختصاص داد. اشاره گر به تابع راهی برای فراخوانی تابع به صورت غيرمستقيم است علاوه بر اين برای ارسال تابع به عنوان پارامتر به تابع دیگر هم بکار می آيد.

اعلان و استفاده اشاره گر به تابع درنظر اول کمی متفاوت است ولی از همان قاعده تبعيت می کند. برای اعلان اشاره گر به تابع نام تابع درون پرانتز قرار می گيرد و قبل از آن علامت * قرار می گيرد. مشابه زير:

datatype (*pointerToFunction) (pElement) = NULL ;

*pointerToFunxtion اشاره گر به تابع است که درون پرانتز بايد باشد. سمت چپ آن نوع برگشتی و سمت راست آن پارامترهای تابع قرار می گيرند. سپس با NULL مقداردهی می شود.

مثال. funcPtr اشاره گر به تابعی است که هيچ آرگومان و مقدار برگشتی ندارد.

void (*funcPtr)() = NULL ;

مشابه آرايه ها، برای بدست آوردن آدرس تابع نيازی به عملگر آدرس & نيست. فراخوانی تابع توسط اشاره گر مشابه فراخوانی عادی تابع است.

مثال. متغير p اشاره گری به تابع square است. تابع به دو طريق فراخوانی شده است که خروجی هر دو فراخوانی يکسان است.

#include <iostream.h>
double square(double x); // The function prototype.
double (*p)(double x) = NULL; // The pointer declaration.
main() {
   p = square; // Initialize p to point to square().
   Cout << square(6) << p(6));
   return(0);
}
double square(double x) {
return x * x;
}

همانطور که قبلا در بخش تابع گفته شد آرگومان به دو صورت مقداری و مرجع می تواند به تابع ارسال شود. در حالت مرجع آدرس آرگومان به تابع داده مي شود اين کار بسادگي با اضافه کردن علامت & (عملگر ادرس) قبل از پارامتر در خط اعلان تابع انجام مي شود.

اشاره گر و آرايه

ارتباط خاصی بين اشاره گرها و آرايه ها در ++C وجود دارد. از اشاره گرمی توان برای پيمايش آرايه ها استفاده کرد. در حقيقت اسم يک آرايه بدون هيچ انديسی اشاره گری به اولين خانه آن است. اگر آرايه ای به نام []array تعريف کرده باشيد array به اولين خانه آرايه اشاره می کند. بنابراين می توان به صورت غير مستقيم توسط عملگر * به عناصر آن دسترسی پيدا کرد. يعنی *array اولين خانه آرايه است و *(array+1) خانه دوم و به همين ترتيب الی آخر.

*(array) == array[0]
*(array + 1) == array[1]
*(array + 2) == array[2]
...
*(array + n) == array[n]

به عملگر & برای بدست آوردن آدرس آرايه نياز نيست البته می توان توسط &array[0] هم آدرس اولين عنصر آرايه را بدست آورد يعنی array == &array[0].

مثال. برنامه زير عناصر آرايه A را توسط اشاره گر نمايش می دهد.

#define MAX 10
int A[MAX] = {100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10};
for (int i=0 ; i<10 ; i++)
   cout << *(A+i) << endl;

شکل زير ارتباط آرايه و آدرس های را نشان می دهد.

نکته. استفاده از اشاره گر برای آرايه روش سريع تری نبست نوشتن به انديس آرايه است.
نکته. هنگام کار کردن با آرايه توسط اشاره گر کامپايلر شروع و پايان آرايه را چک نمی کند بنابراين خودتان بايد مواظب باشيد از محدوده عناصر آرايه عبور نکنيد.
نکته. بخاطر داشته باشيد اسم آرايه يک ثابت اشاره گری است و نمی تواند تغيير کند و در طی اجرای برنامه ثابت می ماند.

اشاره گر و رشته

رشته يک آرايه کاراکتری است که به کاراکتر null ختم می شود. مانند آرايه نام رشته اشاره گری به اولين کاراکتر آن است بنابراين برای کار با رشته ها يک اشاره گر به کاراکتر بکار می آيد.

مثال. متغير Msg1 اشاره گری به کاراکتر است که با يک ثابت رشته ای مقداردهی اوليه شده است. 1Msg به اولين کاراکتر اين رشته اشاره می کند.

char *Msg1 = "This is a message";

راه ديگر برای استفاده اشاره گر برای رشته ها اختصاص فضای پويا به متغير اشاره گر است.

مثال. Msg2 متغير اشاره گری است که در حافظه پويا ايجاد شده است.

Msg2 = new char[16];
if (Msg2 == NULL) {
   cerr << "Could not allocate sufficient space" << endl;
   exit(1);
   }
strcpy(Msg2, "A new message");
cout << Msg2 << endl;
delete [] Msg2;

محاسبات روی اشاره گر

عملیات جمع، تفریق، افزایش و کاهش را می توان روی متغيرهای اشاره گر انجام داد. چون اشاره گر آدرسی در حافظه است وقتی محاسباتی روی آن انجام می گیرد رفتار متفاوتی نشان می دهد. وقتی عمل جمع عددی با متغير اشاره گر صورت می گيرد اشاره گر به اندازه حاصلضرب عدد در تعداد بایت های نوع داده ای که اشاره می کند جلو می رود. همين برای عمل تفريق هم صدق می کند. اگر مقداری از متغير اشاره گر کم شود در محاسبات تعداد بايت های نوع داده محسوب می شود.

عملگر افزایش (++) مقدار متغیر را یکی اضافه می کند در حالیکه متغير اشاره گر را به تعداد بایت های نوع داده آن حرکت می دهد. اگر یک اشاره گر به عدد float دارید چون نوع float چهار بایت دارد با افزایش اشاره گر 4 واحد به آن اضافه می شود. بنابراین به 4 بایت بعدی حافظه اشاره می کند و دیگر به همان 4 بایت قبلی اشاره نمی کند.

مثال. اگر int را چهاربايت درنظر بگيريم، اشاره گر p هشت بايت به جلو حرکت می کند.

int a;
int p;
p=&a;
p=p+2;

عمل ديگری که روی اشاره گر ها انجام می شو تفاضل است. می توان مقدار دو اشاره گر را از هم کم کرد و فاصله بين آنها را بدست آورد.

مثال. اگر ptr1 و ptr2‌ هر دو اشاره گر باشند عبارت زير اختلاف فاصله آنها را می دهد.

ptr1 - ptr2

نکته. اگر اشاره گر به محل ناشناخته ای از حافظه حرکت کند و عملی روی آن انجام دهید ممکن است عملیات برنامه های دیگر کامپیوتر را با اشکال مواجه کنید.

مقايسه دو متغير اشاره گر با هم تنها زمانی معتبر است که هردو به يک نوع داده اشاره کنند.

مثال. عبارت زير زمانی درست است که اشاره گر ptr1 به آدرسی قبل از ptr2 اشاره کند.

ptr1 < ptr2

توجه کنيد که عمل‍يات ضرب و تقسیم روی یک اشاره گر انجام نمی گيرد و باعث بروز خطای کامپايلر می شود.

حافظه پویا

برای درک بهتر اشاره گرها نیاز است درباره نحوه ذخیره اطلاعات درحافظه بیشتر بدانید. حافظه RAM شامل مجموعه ای از محل های ذخیره سازی است که هر محل توسط یک آدرس منحصر بفرد مشخص می شود. وقتی برنامه ای را اجرا می کنید کد برنامه (دستورالعمل های زبان ماشین برنامه) و داده هائی که برنامه با آنها کار می کند در حافظه قرار می گیرند. اگر متغیری در برنامه تعریف شده باشد کامپایلر محلی از حافظه را برای آن کنار گذاشته آدرس آنرا به اسم متغیر مربوط می کند. بنابراین وقتی در برنامه از اسم متغیر استفاده می شود اتوماتیک به آدرس موردنظر مراجعه می شود.

اشاره گرها وقتی نقش ایفا می کنند که بخواهیم از حافظه پویا (يا heap) استفاده کنیم. ناحيه Heap فضای آزاد حافظه است که در اخت‍يار هيچ برنامه ای نيست و می تواند به صورت پويا استفاده می شود، يعنی در حين اجرای برنامه در صورت نياز اختصاص داده می شود و هنگامی که ديگر به آن احتياج نباشد آزاد می شود.

دستورات new و delete برای تخصيص و بازپس گيری حافظه هنگام کار با حافظه پويا استفاده می شوند.

دستور new فضائی از حافظه آزاد را به برنامه اختصاص می دهد. میزان فضای موردنیاز توسط نوع داده ای که بعد از دستور ذکر می شود تعیین می شود. اگر دستور موفق باشد اشاره گری به فضای گرفته شده را برمیگرداند. اگر شکست بخورد مقدار NULL را برمیگرداند.

بعد از اینکه کار با حافظه پویا باید حافظه گرفته شده توسط دستور delete پس داده شود. به این ترتیب حافظه می تواند مجدد توسط برنامه های دیگر استفاده شود.

مثال.

IntPtr = new int;
if (IntPtr == NULL) {
   cerr << "Could not allocate sufficient space" << endl;
   exit(1);
   }
*IntPtr = 55;
delete IntPtr;
IntPtr = 0;

بعد از delete یک اشاره گر آترا با مقدار 0 پر کنید تا تصادفا آن را دوباره استفاده نکنید.

اگر فضا های گرفته شده از حافظه آزاد پس داده نشود و برنامه خاتمه پیدا کند برنامه اصطلاحا دارای مشکل memory leak است. میزان حافظه موجود یعد از اجرای برنامه کمتر از قبل از اجرای آن است. مگراینکه کامپیوتر راه اندازی مجدد شود. بنابراین سعی کنید همیشه حافظه های گرفته شده را آزاد کنید.

دستورات new و delete دو حالت دارند؛ برای آرا‍یه ها ا‍ن دو دستور به صورت زیر استفاده می شوند.

new[]();
delete[]();

مثال. برنامه زیر از حافظه پویا استفاده می کند. به آرایه a به اندازه 10 عدد صح‍یح حافظه اختصاص داد ه می شود. به b عددی صحیحی اختصاص می دهد با مقدار اولیه 89.

#include <iostream.h>
int main() {
   int * a= new int[10];
   int * b=new int(89) ;
   cout << "*b=" << *b << endl;
   *(a+5)=9;
   cout << "a[5]=" << *(a+5) << endl;
   delete [] a;
   delete b;
   return 0;
}

نکته. برای هر دستور new یک دستور delete باید باشد.
نکته. بررسی کنید دستور new خطا یا NULL برنگردانده باشد.
نکته. برای آرایه ها [] در دستورات new و delete لازم است.
نکته. توابع ()malloc و ()free معادل دستورات new و delete هستند.

یک متغير اشاره گر (pointer variable) متغیری است که حاوی آدرس داده ، متغیر دیگر يا تابع است. برای ذخیره آدرس اولین مرحله اعلان متغیر اشاره گر است. اعلان متغير اشاره گر تقریبا مشابه متغيرهای ديگر است تنها باید قبل از نام متغیر علامت ستاره (*) برای نشان داده اینکه یک اشاره گر است اضافه شود. هنگام تعريف اشاره گر نوع داده ای که به آن اشاره می کند باید مشخص شود. اعلان اشاره گر از فرم کلی زیر تبعیت می کند:

typename *ptrname;

typename نوع داده است که اشاره گر به آن اشاره می کند. علامت (*) عملگری است که بیان می کند متغیر اشاره گری به داده ای از نوع typename است. اشاره گر می تواند همراه با متغیر های غیراشاره گری هم اعلان شود.

مثال. متغیر ptr اشاره گری به یک داده صحیح است.

int *ptr;
int* ptr;

مثال. در اعلان زیر age از نوع صحيح و ptr اشاره گری به داده صحيح است.

int *ptr, age;

بعد از اعلان متغیر اشاره گر باید آنرا به جائی اشاره داد يعنی آدرس مکانی از حافظه که حاوی داده مورد نظر است را به اشاره گر اختصاص داد. اگر یک اشاره گر فقط اعلان شود و مقداردهی نشود ممکن است به محل دلخواهی از حافظه اشاره کند و استفاده از آن بدون توجه به اين مسئله می تواند مشکلات مهمی روی سیستم تولید کند. یک تکنیک کلی مقداردهی اشاره گر با مقدار NULL يا صفر است.

راه ديگر برای مقداردهی اشاره گر ذخیره آدرس متغیر دیگر در آن است. وقتی برنامه ای اجرا می شود کلیه اجزای آن در حافظه قرار می گیرد. بنابراین هر جز از برنامه از جمله متغیرها دارای آدرس هستند. عملگر & (address-of operator) آدرس این اجزا را می دهد. عملگر & آدرس عملوند خود را برمی گرداند که می توان این آدرس را درون یک متغیر اشاره گر ذخیره کرد.

مقداردهی یک اشاره گر می تواند فرم کلی زیر را داشته باشد:

pointer = &variable;

مثال. دستور زیر آدرس متغیر age را به اشاره گر ptr اختصاص می دهد.

ptr = &age;

مثال. در برنامه زير اشاره گر j آدرس متغیر i را نشان می دهد.

#include <iostream.h>
int main(){
   int i;
   int* j;
   j = &i;
   i = 4;
   cout << "i is " << i;
   cout << "n j is " << j;
   return 0;
}

اشاره گرها نوعدار هستند یعنی باید به کامپایلر بگوئید که نوع متغیری که اشاره گر به آن اشاره می کند چیست. نوع اشاره گر و متغیری که به آن اشاره می کند باید یکسان باشد.

مثال.. دستورات زير خطا تولید می کند چون نمی توان اشاره گر int را به نوع char اشاره داد.

char c='0';
int *p=&c;

بعد از مقداردهی از طریق متغیر اشاره گر می توان با داده کار کرد. برای دسترسی به محلی که اشاره گر اشاره می کند از عملگر * استفاده می شود. عملگر* محتوای آدرسی از حافظه را برمی گرداند و عملگر مرجع (indirection operator) نامیده می شود چون در واقع یک ارجاع به آدرسی در حافظه است.

مثال. متغیر اشاره گر ptr به داده صحیح اشاره می کند. توجه کنید چگونه از typedef برای نامگذاری نوع اشاره گر استفاده شده است.

typedef *int IntPtr;
IntPtr ptr;
int pge;
age =19;
ptr = &age; // get address of the AgeOfMary variable
cout << "ptr points to " << *ptr << endl;
cout << "age is " << age << endl;

برای اشاره گر ptr که به متغیر age اشاره کند موارد زیر صدق می کند:

• ptr* و age هردو به محتوای متغیر age ارجاع می کنند.
• ptr و age& هر دو به آدرس متغیر age هستند.

عملگر * هم به عنوان عملگر مرجع و هم عملگر ضرب استفاده می شود. کامپایلر از نحوه به کار بردن عملگر * در دستور تشخیص می دهد منظور کدام است. وقتی عملگر * بعد از اسم اشاره گری می آید منظور محلی که است که اشاره گر به آن دارد اشاره می کند.

هر بایت حافظه دارای آدرس جداگانه ای است. بنابراین متغیرهائی مانند نوع int، float و ... که چندبایت در حافظه مصرف می کنند چند آدرس را اشغال می کنند. آدرس یک متغیر در حقیقت آدرس اولین بایت آن است.

مثال. آدرس اولین بایت متغیر به اشاره گر اختصاص داده می شود بنابراین ptrint برابر با 1000، ptrchar برابر با 1003 و ptrfloat برابر با آدرس 1006 می شود.

int i = 12252;
char c = 90;
float f = 1200.156004;
int *ptrint;
char *ptrchar;
float *ptrfloat;
...
ptrint = &i;
ptrchar = &c;
ptrfloat = &f;

شمارشی

یک داده شمارشی (enumeration) در واقع مجموعه ای از ثابت های عددی صحیح است که کلیه مقادیری که متغیرهای از این نوع می توانند داشته باشند را مشخص می کند. فرم کلی نوع شمارشی به صورت زیر است:

enum typename { enumeration list };

کامپايلر C به هر يک از عناصر نوع شمارشی عددی را نسبت می دهد که از صفر شروع می شود. از آنجائی که يک متغير شمارشی مقادير مجاز در محدوده اعداد صحيح را می پذيرد به اندازه 2 بايت فضا اشغال می کند.

مثال.

enum colors {red, blue, green};
enum colors c;
c= red;
cout << c;