pointerbasierte

Pointerbasierte Programmierung bezeichnet den Ansatz, bei dem Variablen nicht den Wert selbst speichern, sondern eine Speicheradresse auf einen Wert halten. Durch das Dereferenzieren dieser Adressen lässt sich der Zielwert lesen oder modifizieren. Pointerbasierte Konzepte ermöglichen dynamische Datenstrukturen, effiziente Weitergabe großer Datenblöcke an Funktionen und eine feine Kontrolle über Speicherlayout und Lebensdauer von Objekten.

Wichtige Konzepte sind Zeigerarten, Dereferenzierung, Zeigerarithmetik (in Sprachen, die das unterstützen), Nullzeiger sowie Konzepte zur Lebensdauer und Ownership. In Sprachen mit direktem Zeigerzugriff stehen die Adressen, Dereferenzierung und Pointerarithmetik im Zentrum; in anderen Sprachen werden Zeiger durch Referenzen oder sichere Abstraktionen ersetzt.

Typische Anwendungen sind verkettete Listen, Bäume, Graphen und dynamische Arrays, Speichermanagement-Schnittstellen sowie Speicherpools. In Sprachen wie C und C++ erfolgt Pointerzugriff explizit; C++ bietet zusätzlich Smart Pointers (unique_ptr, shared_ptr) und RAII-Konstrukte, um Ressourcen sicher zu verwalten. Rust unterscheidet rohe Zeiger von sicheren Referenzen; das Borrowing- und Ownership-System sorgt für Speichersicherheit. In vielen JVM- oder CLR-Sprachen werden Pointer-Operationen weitgehend versteckt.

Vorteile sind hohe Leistung, geringe Kopien und feine Speichersteuerung. Nachteile hingegen sind Anfälligkeit für Speicherfehler wie Use-After-Free, Dangling Pointers, Double Free, Buffer Overflows und Sicherheitsrisiken bei fehlerhafter Nutzung. Sicherheit wird durch Sprachebene Mechanismen wie RAII, Smart Pointers, Borrow-Checker oder Garbage Collection unterstützt, während in Sprachen mit direktem Pointerzugriff sorgfältige Programmierung nötig bleibt.