Con trỏ là gì? Ứng dụng của con trỏ trong quản lý bộ nhớ

Trong nội dung bài viết này, chúng ta sẽ cùng FUNiX tìm hiểu về con trỏ (pointer) trong ngôn ngữ lập trình C. Mời các bạn cùng tham khảo!

>> Khóa học lập trình cơ bản

>> Kỹ thuật lập trình PHP

Nếu đã từng học lập trình C/C++, hẳn nhiều học viên sẽ lắc đầu ngao ngán trước độ khó của con trỏ. Vậy con trỏ là gì? Và ứng dụng của con trỏ ra sao trong quản lý bộ nhớ? 

Con trỏ là một khái niệm quan trọng trong lập trình, đặc biệt là trong các ngôn ngữ như C, C++, và các ngôn ngữ có khả năng truy cập trực tiếp bộ nhớ. Con trỏ là một biến lưu trữ địa chỉ của một biến khác trong bộ nhớ máy tính. Thay vì chứa giá trị trực tiếp, con trỏ lưu trữ địa chỉ của một ô nhớ mà tại đó giá trị của một biến thực sự được lưu trữ.

1. Con trỏ là gì?

Mỗi một con trỏ (pointer) là một biến mà trong đó giá trị của nó là địa chỉ của biến khác. Bạn có thể hiểu đơn giản, con trỏ là một biến bình thường nhưng có thể trỏ đến bất cứ đâu trong bộ nhớ. 

So với các biến bình thường chỉ nằm trong 1 ô nhớ, thì biến con trỏ có thể trỏ đến các ô nhớ khác nhau. Đặc biệt khi khai báo cho con trỏ, dữ liệu dùng không phải của nó mà là kiểu dữ liệu của vùng nhớ mà nó đang trỏ đến. 

Ngoài ra, khi làm việc với con trỏ bạn không thể tự ý thay đổi địa chỉ của nó, vì đây là việc hệ điều hành chịu trách nhiệm. Bạn luôn nhớ rằng, không phải vùng nhớ nào con trỏ cũng tham chiếu được. Nó chỉ có thể trỏ đến loại dữ liệu thích hợp mà thôi. Nhìn chung, bản chất của con trỏ là quản lý địa chỉ, vậy nên những đối tượng vốn không có địa chỉ như biểu thức hoặc hằng thì không thể trỏ đến. 

>>> Xem thêm: Top 20 ngôn ngữ lập trình tốt nhất để học bạn nên biết – Phần 1

2.Ứng dụng của con trỏ trong quản lý bộ nhớ

Con trỏ có nhiều ứng dụng trong quản lý bộ nhớ đơn giản, cụ thể nó thường được dùng để quản lý thời gian sống của các đối tượng khác cấp phát động. 

2.1. Std:: auto_ptr

Chỉ các loại con trỏ trong tiêu chuẩn C++ 2003 là std::auto_ptr, chúng được sử dụng nhất quán. Tuy nhiên, không phải tất cả các thiết kế con trỏ đều có thể ứng dụng.

Khả năng cung cấp:

• Mô phỏng thời gian tồn tại của một biến cục bộ hoặc biến thành viên cho một đối tượng đó thực sự là cấp phát động.
• Một chủ sở hữu khác sẽ cung cấp một cơ chế cho việc “transfer of ownership – chuyển quyền sở hữu” của các đối tượng.

2.2. Các con trỏ tăng cường

Sử dụng trong hầu hết các tình huống quản lý bộ nhớ là 5 loại khác nhau của con trỏ thông minh, cùng với các std::auto_ptr. Ngoài ra, khi được phát hành một số con trỏ thông minh sẽ tăng lên ở các thư viện chuẩn của C++0x sửa đổi C++.

>>> Xem thêm: Review khóa học trực tuyến FUNiX FPT đang được nhiều bạn trẻ lựa chọn

2.3. Tạo kiểu con trỏ riêng

Khi sử dụng con trỏ nếu không cẩn thận sẽ dẫn đến rò rỉ bộ nhớ. Để hạn chế điều này, bạn nên quản lý thủ công bộ nhớ heap-base. Song song với đó là tìm một container có thể tự động trả lại bộ nhớ trở lại hệ thống hoạt động khi không sử dụng nó. Phù hợp với yêu cầu này thường là các hàm hủy của lớp.

Những gì bạn cần lưu trữ trong một con trỏ cơ bản là địa chỉ của bộ nhớ được cấp phát. Và thiết kế một phần lưu trữ của bộ nhớ cho một con trỏ kiểu int.

Khi thực hiện khởi tạo, để mỗi người sử dụng đặt một địa chỉ trong con trỏ bạn phải xác định được hàm để chấp nhận một khai báo của con trỏ với các địa chỉ mục tiêu như tham số. Thế nhưng, không phải “mere declaration – khai báo giới hạn” của các con trỏ chính nó. Ngoài ra, bạn cũng cần phải xác định lớp để “delete” các con trỏ khi các cá thể con trỏ này hủy.

Hơn nữa, bạn có thể cho phép người dùng truy cập các dữ liệu được lưu trong con trỏ và làm cho nó “pointer-like”. Trong trường hợp này, bạn có thể thêm một hàm để cung cấp truy cập vào các con trỏ thô, và đa năng hóa một số toán tử như: operator* và operator->, để làm cho nó hành xử giống như một con trỏ thực.

Trên thực tế, bạn đã hoàn thành cơ bản và nó sẵn sàng để sử dụng. Tuy nhiên, để thực hiện điều này bạn phải biến nó thành một lớp mẫu. 

2.4. Những con trỏ khác

Ngoài auto_ptr, vẫn còn nhiều con trỏ khác có thể thực hiện nhiệm vụ từ gói đối tượng COM, cung cấp tự động sự đồng bộ hóa cho việc truy cập đa luồng. Nhất là có thể cung cấp các giải pháp bộ nhớ cho các database interface bằng nhiều con trỏ khác.

Với những kiến thức căn bản vừa được FUNiX chia sẻ trên đây, hẳn bạn đọc cũng đã hiểu rõ: Con trỏ là gì và ứng dụng của con trỏ trong quản lý bộ nhớ. Có thể nói, đây là một lĩnh vực không dễ để khám phá, vậy nên hãy dành nhiều thời gian tìm hiểu và thực hành. Điều này sẽ giúp bạn nắm chắc kiến thức về con trỏ và ứng dụng nó một cách thành thạo nhất. Chúc bạn thành công! 

>>> Nếu bạn đang có nhu cầu học lập trình trực tuyến, tìm hiểu ngay tại đây:

>>> Xem thêm các chủ đề hữu ích:

• Tất cả những điều bạn cần biết về khóa học lập trình tại FUNiX FPT
• 5 Điểm đáng chú ý tại khóa học lập trình trực tuyến FPT – FUNiX
• Từ A-Z chương trình học FUNiX – Mô hình đào tạo lập trình trực tuyến số 1 Việt Nam
• Lý do phổ biến khiến học viên nước ngoài chọn FUNiX
• Lưu ý để học blockchain trực tuyến hiệu quả cao tại FUNiX
• Lý do nữ giới nên chọn FUNiX để học chuyển nghề IT
• FUNiX trở thành đối tác của Liên minh Blockchain Việt Nam
• 3 lý do bạn trẻ nên học blockchain trực tuyến ở FUNiX

Phạm Thị Thanh Ngọc