ポインタ (プログラミング)
動的確保したメモリのアドレスをポインタにより管理するとき、注意深くプログラミングしないと解放忘れやダングリングポインタといった問題が発生しやすい。C++ではポインタをクラスでラップし、デストラクタの機構を利用して解放処理を自動化した「スマートポインタ」が利用されることが多い。またオブジェクトの所有権の移動や共有といった、生のポインタでは扱いが難しい概念をスマートポインタの機能として簡潔に実現するライブラリも存在する。
一般的なC言語のソースコードでは、ポインタが指している領域の値を参照する間接演算子 (indirection operator) "*"と、アドレス演算子 (address operator) "&"を用いて記述される。未初期化のポインタ変数は、不定の領域を指している。しかし、その場合、「未初期化状態」と「有効な領域を指している状態」の区別がつかない。そのため、Null(ヌル)値を代入することによって、ポインタが無効な領域を指していることを明示する必要がある。
記憶域 (メモリ) のアドレス空間は、1次元空間である。たとえば32ビットシステムのアドレス空間は、16進数表記で 0x00000000 から 0xFFFFFFFF (4GiB-1) までの整数値が有効な範囲である。ポインタはこのアドレス空間を抽象化し、メモリ上の任意位置のデータ(オブジェクト)にアクセスするためのデータ型である。なお、プロセスのアドレス空間は物理メモリ上のアドレス(物理アドレス)に直接対応するとは限らない。通例、オペレーティングシステムによって物理メモリは抽象化され、プロセスごとに仮想アドレス空間が割り当てられ、プロセスごとの仮想アドレス空間におけるメモリの読み書き処理はOSによって物理アドレスに対する処理に変換される(メモリマッピング)。
ポインタに対する算術演算は、加減算のみが許可される。ポインタに加減算すると、そのポインタが指すデータ型のサイズに比例したオフセットがアドレスに加減算されることになる。これは配列の添え字演算子が、ポインタの加減算とデリファレンスの糖衣構文であることからも自明である。つまり、ある型Tへのポインタの加減算は、メモリ全体をTの配列とみなして、インデックスを増減していることに他ならない。