Capítulo 6 — Punteros¶
Objetivos de aprendizaje
- Dominar
&(dirección) y*(indirección). - Hacer aritmética de punteros correcta y segura.
- Entender punteros a punteros, punteros
const,void *y alineamiento.
El concepto central de C
Si entiendes los punteros, entiendes C. Si no, ningún otro capítulo te cuadrará. Tómate este con calma y mucho papel.
6.1 Conceptos fundamentales¶
Cada objeto vive en una dirección de memoria. Un puntero es una variable que guarda una dirección.
int x = 42;
int *p = &x; // p guarda la dirección de x
printf("%d\n", *p); // 42 → indirección: "el valor en esa dirección"
*p = 100; // modifica x a través de p
graph LR
p["p (0x7ffe...)"] -->|apunta a| x["x = 100<br/>@0x1000"]El puntero nulo NULL (o nullptr en C23) indica «no apunta a nada». Desreferenciar
NULL es undefined behavior (en la práctica, un segfault).
6.2 Aritmética de punteros¶
Sumar 1 a un puntero avanza un elemento, no un byte:
int v[] = {10, 20, 30};
int *p = v; // &v[0]
p++; // ahora apunta a v[1]; avanzó sizeof(int) bytes
printf("%d\n", *p); // 20
printf("%td\n", p - v); // 1 (ptrdiff_t)
Solo es válido apuntar dentro del array o una posición más allá del final
(v + n); cualquier otra aritmética es UB.
6.3 Punteros a punteros¶
Aparecen al modificar un puntero desde una función (int **) o en char **argv.
6.4 Punteros a arrays vs arrays de punteros¶
La regla de lectura «de dentro hacia afuera siguiendo la precedencia» (la spiral rule) y, mejor aún, la herramienta cdecl.org, desentrañan estas declaraciones.
6.5 Punteros a función (profundización)¶
Ya vistos en el cap. 4; aquí su sintaxis con typedef para legibilidad:
6.6 Punteros const¶
La posición de const cambia el significado — léelo de derecha a izquierda:
const int *p; // puntero a int constante (no modificas *p)
int *const p2 = &x; // puntero constante a int (no modificas p2)
const int *const p3; // ambos constantes
6.7 Punteros genéricos (void *)¶
void * puede apuntar a cualquier tipo; es la base de malloc, memcpy y
qsort. No se puede desreferenciar sin antes convertirlo (cast):
6.8 Punteros y alineamiento¶
Cada tipo tiene un requisito de alineamiento (int suele requerir
direcciones múltiplo de 4). Acceder a un objeto con un puntero mal alineado es
UB en muchas arquitecturas. C11 ofrece _Alignof y alignas (<stdalign.h>):
#include <stdalign.h>
printf("%zu\n", alignof(double)); // típicamente 8
alignas(64) char buffer[64]; // alineado a línea de caché
Conexión con la actualidad¶
Los punteros son simultáneamente la fuente de la velocidad de C y de su
inseguridad. El 70 % de las vulnerabilidades graves en Microsoft, Google
(Chrome) y el kernel de Linux son fallos de seguridad de memoria —
use-after-free, out-of-bounds, doble free — todos ligados al mal uso de
punteros. Esto explica la presión de CISA/NSA hacia lenguajes memory-safe y la
inversión en mitigaciones hardware: ARM MTE, CHERI/Morello y, en
software, GWP-ASan (muestreo de errores de memoria en producción). En C
moderno, las herramientas del curso — ASan, Valgrind (cap. 7), análisis estático
(cap. 25) — permiten escribir código con punteros que resiste auditorías de
seguridad. El nullptr de C23 elimina por fin la ambigüedad histórica de NULL
(que podía ser 0 o (void*)0).
Ejercicios¶
Ejercicio 6.1 — Swap con punteros ★
Implementa y prueba swap(int *, int *).
Ejercicio 6.2 — Recorrido sin índices ★★
Recorre e imprime un array usando solo aritmética de punteros (sin []).
Ejercicio 6.3 — Descifra la declaración ★★★
Explica con palabras: char *(*(*f[3])(int))[5];. Verifica en cdecl.org.
Ejercicio 6.4 — Alineamiento ★★★
Imprime alignof de char, int, double y una struct. Crea un búfer
alignas(16) y comprueba su dirección.
Referencias¶
- ISO/IEC 9899:2018, §6.5.2.1, §6.5.6 (aritmética de punteros), §6.2.8 (alineamiento).
- Understanding and Using C Pointers (Richard Reese), O'Reilly.
- Microsoft Security Response Center: A proactive approach to memory safety (2019, datos del 70 %).
- cdecl.org — traductor de declaraciones C.