Cours de Turbo Pascal 7

Avant d'utiliser une variable de type pointeur, il faut déclarer ce type en fonction du type de variable que l'on souhaite pointer.

Exemple :

Type PEntier = ^Integer;
Var P : PEntier;

On déclare une variable P de type PEntier qui est en fait un pointeur pointant vers un Integer (à noter la présence indispensable de l'accent circonflexe !). Donc la variable P contient une adresse mémoire, celle d'une autre variable qui est elle, de type Integer. Ainsi, l'adresse mémoire contenue dans P est l'endroit où se trouve le premier octet de la variable de type Integer. Il est inutile de préciser l'adresse mémoire de fin de l'emplacement de la variable de type Integer,car une variable de type connu, quelle que soit sa valeur, occupe toujours le même espace. Le compilateur sachant à l'avance combien de place tient tel ou tel type de variable, il lui suffit de connaître grâce au pointeur l'adresse mémoire du premier octet occupé et de faire l'addition adresse mémoire contenue dans le pointeur + taille mémoire du type utilisé pour définir totalement l'emplacement mémoire de la variable pointée par le pointeur.

Tout ça, c'est très bien, mais comment fait-on pour accéder au contenu de la variable pointée par le pointeur ? Il suffit d'utiliser l'identificateur du pointeur à la fin duquel on rajoute un accent circonflexe.

Exemple :

P^ := 128;

Donc comprenons-nous bien, P est le pointeur contenant l'adresse mémoire d'une variable et P^ (avec l'accent circonflexe) contient la valeur de la variable pointée. On passe donc du pointeur à la variable pointée par l'ajout du symbole spécifique ^ à l'identificateur du pointeur.

Type Tableau = Array [1..100] Of Real;
PTableau = ^Tableau;
Var P : PTableau;

Ici, on déclare un type Tableau qui est un tableau de 100 Real. On déclare aussi un type de pointeur PTableau pointant vers le type Tableau. C'est-à-dire que toute variable de type PTableau, contiendra l'adresse mémoire du premier octet d'une variable de type Tableau. Ce type Tableau occupe 100*6 = 600 octets en mémoire; le compilateur sait donc parfaitement comment écrire une variable de type Tableau en mémoire. Quant à la variable P de type PTableau, elle contient l'adresse mémoire du premier octet d'une variable de type Tableau. Pour accéder à la variable de type Tableau pointée par P, il suffira d'utiliser la syntaxe P^.

P étant le pointeur et P^ étant la variable pointée. P contenant donc une adresse mémoire et P^ contenant un tableau de 100 Real. Ainsi, P^[10] représente la valeur du dixième élément de P^ (c'est donc un nombre de type Real) tandis que P[10] est une opération invalide, qui déclenche une erreur du compilateur.

La déclaration au début du programme des diverses variables et pointeurs a pour conséquence que les variables se voient allouer un bloc mémoire à la compilation. Et ce dernier reste réservé à la variable associée jusqu'à la fin du programme.
Avec l'utilisation des pointeurs, tout cela change puisque la mémoire est allouée dynamiquement. On a vu que seul le pointeur se voit allouer (réserver) de la mémoire (4 octets, c'est très peu) pour toute la durée de l'exécution du programme, mais pas la variable correspondante. Il est cependant nécessaire de réserver de la mémoire à la valeur pointée en cours de programme (et pas forcément pour toute la durée de celui-ci) en passant en paramètre un pointeur P qui contiendra l'adresse mémoire correspondant à la variable associée P^. Pour pouvoir utiliser la variable pointée par le pointeur, il est absolument indispensable de lui réserver dynamiquement de la mémoire comme suit :

New(P);

Et pour la supprimer, c'est-à-dire libérer la place en mémoire qui lui correspondait et perdre bien sûr son contenu :

Dispose(P);

Ainsi, lorsqu'on en a fini avec une variable volumineuse et qu'on doit purger la mémoire afin d'en utiliser d'autres tout autant volumineuses, on utilise Dispose. Si, après,au cours du programme, on veut réallouer de la mémoire à une variable pointée par un pointeur, c'est possible (autant de fois que l'on veut !).

Type Tab2D = Array [1..10,1..10] of Integer;
     PMatrice = ^Tab2D;
Var GogoGadgetAuTableau : PMatrice;

On a donc une variable GogoGadgetAuTableau (4 octets) qui pointe vers une autre variable (10 * 10 * 2 = 200 octets) de type Tab2D qui est un tableau de deux dimensions contenant 10 * 10 nombres entiers. Pour être précis, la variable GogoGadgetAuTableau est d'un type PMatrice pointant vers le type Tab2D. Donc la taille de GogoGadgetAuTableau sera de 4 octets, puisque contenant une adresse mémoire, et GogoGadgetAuTableau^ (avec un ^) sera la variable de type Tab2D contenant 100 nombres de type Integer.

On pourra affecter des valeurs à la variable comme suit :

GogoGadgetAuTableau^[i,j] := 3;

Toutes les opérations possibles concernant les affectations de variables, ou leur utilisation dans des fonctions sont valables pour les variables pointées par des pointeurs.

Program Exemple29c;
Const
  Max = 10;
Type
  Tab2D = Array [1..Max,1..Max] of Integer;
  PMatrice = ^Tab2D;
Var 
  GogoGadgetAuTableau : PMatrice;
  i, j, x : Integer;
BEGIN
  New(GogoGadgetAuTableau);
  for i := 1 to Max do
    for j := 1 to Max do GogoGadgetAuTableau^[i,j] := i + j;
  x := GogoGadgetAuTableau^[Max,Max] * Sqr(Max);
  WriteLn(Cos(GogoGadgetAuTableau^[Max,Max]));
  Dispose(GogoGadgetAuTableau);
END.

Ce court programme Exemple29c montre qu'on utilise une variable pointée par un pointeur comme n'importe quelle autre variable.

Program Exemple29d;
Type 
  Point = Record
            x, y : Integer;
            Couleur : Byte;
          end;
  PPoint = ^Point;
Var 
  Pixel1, Pixel2 : PPoint;
BEGIN
  Randomize;
  New(Pixel1);
  New(Pixel2);
  with Pixel1^ do
    begin
      x := 50;
      y := 100;
      Couleur := Random(14) + 1;
    end;
  Pixel2^ := Pixel1^;
  Pixel2^.Couleur := 0;
  Dispose(Pixel1);
  Dispose(Pixel2);
END.

Dans ce programme Exemple29d, on déclare deux variables pointant chacune vers une variable de type Point, ce dernier étant un type structuré (enregistrement). La ligne d'instruction Pixel2^ := Pixel1^; signifie qu'on égalise champ à champ les variables Pixel1 et Pixel2.

Si les symboles ^ avaient été omis, cela n'aurait pas provoqué d'erreur, mais cela aurait eu une tout autre signification : Pixel2 := Pixel1; signifierait que le pointeur Pixel2 prend la valeur du pointeur Pixel1, c'est-à-dire que Pixel2 pointera vers la même adresse mémoire que Pixel1. Ainsi, les deux pointeurs pointent vers le même bloc mémoire et donc vers la même variable. Donc Pixel1^ et Pixel2^ deviennent alors une seule et même variable.

Et dans ce cas, les deux pointeurs pointent exactement vers la même variable.

Je rappelle qu'il est impossible de travailler sur la valeur pointée par le pointeur sans avoir utilisé auparavant la procédure New qui alloue l'adresse mémoire au pointeur. Si vous compilez votre programme sans avoir utilisé New, une erreur fatale vous rappellera à l'ordre !

Program Exemple29e;
Const 
  Max = 10;
Type 
  Personne = Record
               Nom, Prenom : String;
               Matricule : Integer;
             end;
  Tableau = Array [1..Max] of Personne;
  PTableau = ^Tableau;
Var 
  Tab : PTableau;
  i : Integer;
BEGIN
  New(Tab);
  with Tab^[1] do
    begin
      Nom := 'Cyber';
      Prenom := 'Zoïde';
      Matricule := 1256;
    end;
  for i := 1 to Max do WriteLn(Tab^[i].Nom);
    { Seul l'élément d'indice 1 dans le tableau est initialisé }
    { Les éléments 2 à 10 contiennent n'importe quoi (rappel) }    
  Dispose(Tab);
END.

Il est possible de combiner les enregistrements, les tableaux et les pointeurs. Cela donne un vaste panel de combinaisons. Essayons-en quelques-unes :

Type TabP = Array [1..100] of ^Integer;
Var Tab : TabP;
   { Tableau de pointeurs pointant vers des entiers.  }
   { Tab[i] est un pointeur et Tab[i]^ est un entier. }

Type Tab = Array [1..100] of Integer;
     PTab = ^Tab;
Var Tab : PTab;
   { Pointeur pointant vers un tableau d'entiers.  }
   { Tab^[i] est un entier et Tab est un pointeur. }

Il existe des procédures similaires au couple New et Dispose :

GetMem(Pointeur,Taille_Memoire);

Cette procédure réserve un nombre d'octets en mémoire égal à Taille_Memoire au pointeur Pointeur. Taille_Memoire est donc la taille de la variable pointée par le pointeur Pointeur.

FreeMem(Pointeur,Taille_Memoire);

Cette fonction supprime de la mémoire la variable pointée par le pointeur Pointeur, qui occupait Taille_Memoire octets.

Program Exemple29f;
Const 
  Max = 10;
Type 
  Personne = Record
               Nom, Prenom : String;
               Matricule : Integer;
             end;
  Tableau = Array [1..Max] of Personne;
  PTableau = ^Tableau;
Var 
  Tab : PTableau;
  i : Integer;
BEGIN
  GetMem(Tab,Max*SizeOf(Personne));
  for i := 1 to Max do ReadLn(Tab^[i].Nom);
  FreeMem(Tab,Max*SizeOf(Personne));
END.

Vous aurez remarqué que ce programme Exemple29f est exactement le même que Exemple29e, mis à part qu'il utilise le couple GetMem et FreeMem au lieu des traditionnels New et Dispose. C'est un peu moins pratique à utiliser puisqu'il faut savoir exactement quelle place en mémoire occupe la variable pointée par le pointeur spécifié. Mais ça peut être très pratique si Max = 90000 (très grand) et si vous décidez de faire entrer au clavier la borne supérieure du tableau.
Voir le programme suivant :

Program Exemple29g;
Const 
  Max = 90000;
Type 
  Personne = Record
               Nom, Prenom : String;
               Matricule : Integer;
             end;
  Tableau = Array [1..Max] Of Personne;
  PTableau = ^Tableau;
Var 
  Tab : PTableau;
  i : Integer;
  N : LongInt;
BEGIN
  Write('Combien de personnes ? ');
  ReadLn(N);
  GetMem(Tab,N * SizeOf(Personne));
  for i := 1 To N do ReadLn(Tab^[i].Nom);
  FreeMem(Tab,N * SizeOf(Personne));
END.

Nous l'avons vu en long et en large, un pointeur contient une adresse. Mais comment indiquer qu'il ne contient… aucune adresse ? Il existe une adresse qui ne pointe vers rien : Nil (on rencontre souvent NULL dans d'autres langages). Il peut en effet être utile de tester qu'un pointeur pointe vers quelque chose ou bien vers rien, par exemple lorsque l'on travaille avec des listes chainées. Pour schématiser la structure d'une liste chainée, il s'agit d'une chaine d'éléments contenant non seulement une valeur, mais aussi l'adresse de l'élément suivant.

Exemple :

Type pElement = ^tElement;
     tElement = Record
                  Valeur : Integer;   { Valeur de l'élément }
                  Suivant : pElement; { Pointe vers l'élément suivant dans la liste chainée }
                end;

Le dernier élément de la liste chainée doit pointer vers… rien. On lui affectera donc la valeur Nil :

Var Element : pElement;

BEGIN
  ...
  New(Element);
  Element^.Valeur := ...;
  Element^.Suivant := Nil;
  ...
END.

Pour tester qu'un pointeur pointe vers quelque chose ou rien, c'est tout simple :

if p = Nil
   then
     { Pointe vers rien }
   else
     ...