Aritmetica dei Puntatori

I puntatori contengono indirizzi di memoria, ed è possibile usare la matematica (+ e -) direttamente su di essi. Questa è una delle feature più potenti e distintive del C, permettendo di navigare i buffer e gli array ad altissima velocità.

Quando sommi 1 a un puntatore, non stai aggiungendo un singolo byte all’indirizzo, ma stai dicendo al compilatore di spostarsi in avanti di un intero elemento. Il C “scala” automaticamente la matematica in base alla dimensione del tipo puntato. Questo comportamento è noto come Pointer Stride.

Se un int occupa 4 byte, e sommi +1 a un puntatore a int, l’indirizzo di memoria sottostante si sposterà effettivamente di 4 byte in avanti.

int arr[100];
int *ptr = &arr[0]; // Punta al primo elemento

ptr = ptr + 20;     // Adesso punta all'elemento arr[20]

Limiti degli Array

L’aritmetica dei puntatori è legale solo ed esclusivamente all’interno dei confini dello stesso array (o di un singolo oggetto scalare, trattato come array di lunghezza 1). Andare al di fuori dei limiti dell’array costituisce Undefined Behavior (MISRA C:2012 Rule 18.1).

Il “Too-Far Pointer” (Un passo oltre)

Puoi spostarti liberamente avanti e indietro all’interno dei limiti di un array. Il C garantisce anche che puoi creare un puntatore legale che punta esattamente uno spazio dopo l’ultimo elemento dell’array. Questo è noto come “too-far pointer”.

Tuttavia, puoi solo leggere l’indirizzo di questo puntatore too-far (spesso usato come condizione di fine ciclo). Tentare di dereferenziarlo (usare il * per leggerne il valore) causa Undefined Behavior.

Differenza tra Puntatori

Puoi sottrarre un puntatore da un altro puntatore, ma solo se entrambi puntano ad elementi dello stesso array. Il risultato non è la distanza in byte, ma il numero di elementi (Pointer Stride) che li separano. Il tipo restituito da questa operazione è ptrdiff_t (definito in <stddef.h>).

Note

Non esiste invece l’operazione di addizione tra due puntatori, che non avrebbe alcun senso matematico.

💻 Esercizio Pratico: Navigazione a Stride

L’aritmetica dei puntatori è fantastica per scorrere gli array. Modifica l’esercizio per sommare 2 al puntatore in ogni ciclo, stampando così solo gli elementi nelle posizioni pari. Assicurati che la logica di avanzamento rifletta un “pointer stride” di +2 anziché +1.

🧠 Verifica le tue conoscenze

🧠Cosa succede quando sommiamo +1 a un puntatore a tipo 'double' (che in un sistema occupa 8 byte)?

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🧠Cosa definisce lo standard C riguardo il 'too-far pointer' (puntatore subito dopo la fine dell'array)?

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🧠Qual è il risultato lecito della sottrazione tra due puntatori in C?

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