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caminsha 2020-01-31 03:16:16 +01:00
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@ -399,4 +399,134 @@ error:
printf("%f\n", (flaot) 100); // ... auch mit einem `float`
printf("%d\n", (char)100.0);
}
////////////////////////////////////////////////
// Zeiger (aka Pointer)
////////////////////////////////////////////////
// In diesem Tutorial wird das deutsche Wort Zeiger nicht verwendet, da es
// bei einer weiteren Recherche einfacher ist, wenn man von Pointern ausgeht.
// Ausserdem ist der Begriff Pointer auf im deutschen Sprachgebrauch zu finden.
// Ein Pointer ist eine Variable, welche deklariert wurde, um eine Speicher-
// Adresse zu speichern. Die Deklaration eines Pointers wird auch zeigen,
// auf welche Art von Daten der Pointer zeigt. Man kann die Speicheradresse
// von Variablen abrufen und dann mit diesen herumspielen.
int x = 0;
printf("%p\n", (void *)&x); // verwende & um die Adresse der Variable zu erhalten
// %p formattiert einen Objektpointer des Typen void*)
// => Gibt eine Adresse im Speicher aus
// Pointer starten mit einem * zu Beginn der Deklaration.
int *px, kein_pointer; // px ist ein Pointer zu einem int.
px = &x; // Speichert die Adresse von x in px
printf("%p\n", (void *)px); // => Gibt eine Adresse im Speicher aus
printf("%zu, %zu\n", sizeof(px), sizeof(kein_pointer));
// Gibt auf einem typischen 64-Bit-System folgendes aus: "8, 4"
// Um den Wert einer Adresse, auf welche ein Pointer zeigt, herauszufinden,
// muss man vor die Variable ein * setzen, um sie zu dereferenzieren.
// Notiz: Ja, es kann verwirrend sein, dass '*' sowohl für das Deklarieren
// als auch das Derefenzieren verwendet werden kann.
printf("%d\n", *px); // => 0, der Wert von x
// Man kann den Wert, auf welchen ein Pointer zeigt, auch verändern.
// Man muss die Dereferenzierung in Klammern setzen, weil ++ eine höhere
// Priorität als * hat.
(*px)++; // Inkrementiere den Wert, auf welchen px zeigt, um 1
printf("%d\n", *px); // => 1
printf("%d\n", x); // => 1
// Arrays sind eine gute Möglichekit, einen zusammenhängenden Block von
// Speicher zu allozieren.
int x_array[20]; // deklariert einen Array der Grösse 20 (Grösse kann
// nicht geändert werden.)
int xx;
for (xx =0; xx < 20; xx++){
x_array[xx] 20 -xx;
} // Initialisiere x_array zu 20, 19, 18, ... 2, 1
// Deklariere ein Pointer des Typs int und initalisiere ihn, um auf `x_array`
// zu zeigen.
int *x_ptr = x_array;
// x_ptr zeigt jetzt auf den ersten Wert innerhalb des Arrays (int 20)
// Das funktioniert, weil Arrays oft zu Pointern reduziert werden, welche
// auf das erste Element zeigen.
// Zum Beispiel: Wenn ein Array einer Funktion mitgegeben wird oder einem
// Pointer zugewiesen wird, wird es zu einem Pointer reduziert (implizites Casting)
// Ausnahme: Wenn das Array das Argument des Operators `&` ist.
int arr[10];
int (*ptr_zu_arr)[10] = &arr; //`&arr` ist nicht vom Typ `int *`!
// Es ist vom Typem "Pointer auf Array" (aus zehn `int`s)
// oder wenn das Array ein Stringliteral ist, welches gebraucht wird um ein
// `char`-Array zu initialisieren.
char anderer_arr[] = "foobarbazquirk";
// oder wenn es das Argument des des `sizeof` oder `alignof` Operators ist.
int dritter_array[10];
int *ptr = dritter_array; // gleich wie: `int *ptr = &arr[0]`
printf("%zu, %zu\n", sizeof(dritter_array), sizeof(ptr));
// Gibt wahrscheinlich "40, 4" oder "40, 8" aus
// Pointer werden basierend auf dem Typ in- und dekrementiert
// Dies wird Pointer-Arithmetik genannt.
printf("%d\n", *(x_ptr + 1)); // => 19
printf("%d\n", x_array[1]); // => 19
// Man kann zusammenhängende Speicherblöcke auch mit der Funktion `malloc`
// aus der Standardbibliothek dynamisch allozieren. Der Funktion `malloc`
// muss ein Argument des Typs `size_t` übergeben werden, welches bestimmt,
// wie viele Bytes alloziert werden sollen. (Normalerweise geschieht dies
// aus dem Heap - dies kann auf eingebetteten Systemen unterschiedlichen sein.
// Der C Standard sagt nichts darüber.)
int *mein_ptr = malloc(sizeof(*mein_ptr) * 20);
for (xx = 0; xx < 20; xx++){
*(mein_ptr + xx) = 20 -xx; //mein_ptr[xx] = 20-xx
} // initialisiere Speicher zu 20, 19, 18, 17, ... 2, 1 (als `int`)
// Sei vorsichtig beim Übergeben von Benutzerdefinierten Werten an `malloc`.
// Wenn du sicher sein willst, kannst du die Funktion `calloc` nutzen, welche
// (nicht wie `malloc`) auch den Speicher nullt.
int *mein_anderer_ptr = calloc(20, sizeof(int));
// Merke, dass es in C keinen Standard-Weg gibt, um die Länge eines dynamisch
// allozierten Arrays zu bestimmen. Auf Grund dessen sollte eine Variable
// erstellt werden, welche sich die Anzahl der Elemente im Array merkt, wenn
// die Arrays mehrmals im Programm gebraucht werden.
// Weitere Informationen stehen im Abschnitt Funktionen.
size_t groesse = 10;
int *mein_array = calloc(groesse, sizeof(int));
// Füge dem Array ein Element hinzu
groesse++;
mein_array = realloc(mein_array, sizeof(int) *groesse);
if (mein_array == NULL){
// Denke daran, realloc-Fehler zu prüfen
return
}
mein_array[10] = 5;
// Das Dereferenzieren von nicht alloziertem Speicher führt zu einem
// Undefinierten Verhalten.
printf("%d\n", *(mein_ptr + 21)); // Gibt irgendwas aus. Das Programm kann auch abstürzen
// Nachdem du fertig mit einem Block bist, welcher `malloc` verwendet hat,
// muss der Speicher befreit werden. Ansonsten kann dieser Speicherbereich
// niemand nutzen bis dein Programm beendet wird.
// Dies wird auch als "Speicherleck" (engl: memory leak) bezeichnet.
free(mein_ptr);
// Obwohl Strings normalerweise als Pointer-to-Char (Pointer zum ersten
// Zeichen des Arrays) repräsentiert werden, sind Strings sind Arrays aus `char`s.
// Es ist eine gute Praxis, `const char *` zu verwenden, wenn man ein
// String-Literal referenziert, da String-Literale nicht modifiziert werden
// sollten (z.B. "foo"[0] = 'a' ist ILLEGAL)
const char *mein_str = "Das ist mein eigener String";
printf("%c\n", *mein_str); // => D
// Dies ist nicht der Fall, wenn der String ein Array (möglicherweise mit
// einem String-Literal initialisiert) ist, welcher im beschreibbaren Speicher
// bleibt, wie zum Beispiel in:
char foo[] = "foo";
foo[0] = 'a'; // Dies ist legal, foo enthält jetzt "aoo"
funktion_1();
} // Ende der `main`-Funktion