68978

Вказівники. Функції динамічного розподілу пам’яті

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Кожна змінна в програмі - це об’єкт, який має ім’я і значення. За ім’ям можна звернутися до змінної і отримати (а потім, наприклад, надрукувати) її значення. Щоб отримати адресу в явному вигляді, в мові Сі застосовують унарну операцію. Вираз Е дозволяє отримати адресу ділянки пам’яті, виділеної на машинному рівні для змінної Е.

Украинкский

2014-11-14

37 KB

3 чел.

Лекція № 5

Тема: Вказівники. Функції динамічного розподілу пам'яті.

План

  1.  Вказівники
  2.  Операції над вказівниками
  3.  Динамічний розподіл пам'яті

Вказівники

Кожна змінна в програмі - це об'єкт, який має ім'я і значення. За ім'ям можна звернутися до змінної і отримати (а потім, наприклад, надрукувати) її значення.

Щоб отримати адресу в явному вигляді, в мові Сі застосовують унарну операцію &. Вираз &Е дозволяє отримати адресу ділянки пам'яті, виділеної на машинному рівні для змінної Е.

Операція & застосовується тільки до об'єктів, що мають ім'я і розміщеним в пам'яті. Її не можна застосовувати до виразів, констант, бітових полів структур, регістрових змінних або зовнішніх об'єктів, з якими може взаємодіяти програма.

Для зберігання, перетворення і передавання адрес в мові Сі введені змінні типу "вказівкник". Вказівник в мові Сі можна визначити як змінну, значенням якої служить адреса об'єкту конкретного типу. Крім того, значенням вказівника може бути явно не рівне ніякій адресі значення, яке приймається за нульову адресу. Для його позначення у ряді заголовочних файлів, наприклад у файлі stdio.h, визначена спеціальна константа NULL.

Як і всякі змінні, вказівники потрібно визначати і описувати, для чого використовується, поперше, роздільник '*'. В описі і визначенні змінних типу "вказівник" необходідно повідомляти, на об'єкт якого типу посилається описуваний вказівник. Тому, окрім роздільника '*', у визначення і описания вказівників входять специфікації типів, задаючі типи об'єктів, на які посилаються вказівники. Приклади визначення вказівників:

char  * z; /*   z  - вказівник  на об'єкт  символьного  типу  */

int  *k,*i; /*  k, i  -  вказівники на  об'єкти цілого  типу  */

float *f; /*  f — вказівник  на  об'єкт речовинного  типу  */

Отже, у визначеннях і описах вказівників застосовується роздільник '*', який є в цьому випадку знаком унарної операції непрямої адресації, інакше званою операцією розіменування або операцією розкриття посилання або звернення за адресою. Результат цієї операції - той об'єкт, який адресує вказівник-операнд.

int E,C,B,*m; /* Визначення змінних і вказівника m: */

m=&Е ; /* Значенню m присвоїти адресу змінної Е: */

*m=В+С; /*  Переслати  значення виразу С+В в ділянку пам'яті з адресою рівною значенню m:   */


Операції над вказівниками

Унарні адресні операції '&' і '*' мають більш високий пріоритет, ніж арифметичні операції.

При використанні адресної операції '* в арифметичних виразах слід остерігатися випадкового поєднання знаків операцій ділення / і розіменування '*', оскільки комбінацію '/*' компілятор сприймає як початок коментаря. Наприклад, вираз а/* і слід замінити таким - а/(*і).

Унарні операції '*' і '++' або '--' мають однаковий пріоритет і при розміщенні поряд виконуються справа наліво. Додавання цілочисельного значення n до вказівника, адресуючому деякий елемент масиву, призводить до того, що вказівник набуває значення адреси того елемента, який відстає від поточного на n позицій (елементів). Якщо довжина элемента масиву рівна d байтів, то чисельне значення вказівника змінюється на (d*n).

До вказівників застосовуються операції порівняння '>', '>=','! =', '==', '<=', '<'. Таким чином, вказівники можна використовувати у відношеннях. Але порівнювати вказівники допустимо тільки з іншими вказівниками того ж типу або з константою NULL, що позначає значення умовної нулевої адреси. Наведемо приклад, в якому використовуються операції над вказівниками і виводяться значення. Для виводу значень вказівників в рядку формату функції printf використовується специфікація перетворення %р.

Динамічний розподіл памяті

Динамічна пам'ять - це пам'ять, яка виділяється в процесі виконання програми. Після виділення динамічної пам'яті вона зберігається до її явного звільнення, це може бути виконано тільки за допомогою спеціальної бібліотечної функції free().

Якщо динамічна пам'ять не була звільнена до закінчення виконання програми, то вона звільняється автоматично при завершенні програми. Проте явне вивільнення непотрібної пам'яті,  є ознакою хорошого стилю програмування. В процесі виконання програми ділянка динамічної пам'яті доступна скрізь, де доступний вказівник, адресуючий цю ділянку. Таким чином, можливі наступні три варіанта роботи з динамічною пам'яттю, яка виділяється в деякому блоці (наприклад, в тілі неголовної функції):

•  вказівник (на ділянку динамічної пам'яті) визначений як локальний об'єкт автоматичної пам'яті. В цьому випадку виділена пам'ять буде неприступна при виході за межі блоку локалізації вказівника, і її потрібно звільнити перед виходом з блоку;

•  вказівник визначений як локальний об'єкт статичної пам'яті. Динамічна пам'ять, виділена однократно в блоці, доступна через вказівник при кожному повторному вході в блок. Пам'ять потрібно звільнити тільки по закінченні її використання;

• вказівник є глобальним об'єктом по відношенню до блоку. Динамічна пам'ять доступна у всіх блоках, де "видний" вказівник. Пам'ять потрібно звільнити тільки після закінчення її використання.

Варіант, коли об'єкт динамічної пам'яті пов'язані із статичним внутрішнім (локалізованим) вказівником:

#include <stdio.h>

#include <alloc.h>  /* Для функцій malloc( ), free( )*/

void dynam(void)

{

static char *uc=NULL; /* Внутрішній вказівник */

/* Захист від багатократного виділення пам'яті: */

if(uc == NULL)

{

uc=(char*)malloc(1);

*uc='A';

}

printf("\t%c",*uc);

(*uc)++;

return;

}

void main( )

{

int i ;

for (i=0; i<5; i++) dynam();

}

Результат виконання програми: А             В             С             D             E

Деяка недбалість попередньої програми - виділення функцією malloc( ) ділянка пам'яті явно не звільняється функцією free().

Для виділення динамічної памяті також використовується функція new, для звільнення – delete.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

929. Методы программирования 2.94 MB
  Моделирование и анализ параллельных вычислений. Описание схемы выполнения параллельного алгоритма. Программирование параллельных алгоритмов. Структура параллельной программы с использованием MPI. Передача данных от одного процесса всем процессам программы. Организация неблокирующих обменов данными между процессами. Факторы, влияющие на производительность, и способы ее повышения. Режимы параллельных вычислений с общей памятью. Обзор средств параллельного и распределенного программирования.
930. Применение моделей пассивных компонентов 541 KB
  Моделирование последовательного колебательного контура с гиратором в качестве индуктивности. Использование модели индуктивности в колебательном контуре. Параметры последовательного контура. Исследование модели конденсатора.
931. Облік та аудит реалізації продукції СТОВ 444 KB
  Організація документування та розробка робочих інструкцій первинних документів для обліку реалізації продукції. Технологічна картка бухгалтера з обліку реалізації продукції. Фінансово-економічний аналіз діяльності СТОВ Говтва Решетилівського району. Методика і технологія проведення аудиту процесу реалізації продукції.
932. Расчеты горения топлива 139 KB
  Расчёт теплоты сгорания топлива. Определение теоретически необходимого и фактического расхода воздуха. Определение выхода и состава продуктов горения. Определение теоретической и действительной температуры горения.
933. Расчет нагрева металла 256.5 KB
  Расчет времени нагрева металла в методической зоне. Средняя температура металла по сечению. Расчет времени нагрева металла в сварочной зоне. Расчет времени томления металла.
934. Тепловой баланс 558.5 KB
  Температура внутренней поверхности кладки. Потери теплоты через футеровку. Потери теплоты через окна. Теплота экзотермических реакций. Температура уходящих из томильной зоны газов. Потери теплоты с охлаждающей жидкостью. Температуру внутренней поверхности стен.
935. Рекуператор. Поверхность нагрева металлического петлевого рекуператора 97.5 KB
  Определение поверхности нагрева металлического петлевого рекуператора для подогрева воздуха. Коэффициент теплоотдачи конвекцией от труб рекуператора к воздуху. Отношение коэффициентов теплоотдачи на стороне воздуха и продуктов сгорания.
936. Горелки томильных печей 54.5 KB
  Для осуществления равномерного нагрева свода принимаем шахматное расположение горелок на своде печи с шагом по длине 1463 мм и 1410 мм по ширине. Тогда в методической зоне будет 4, в сварочной 7 и томильной 3 горелки.
937. Газодинамические расчеты газо-воздушных трактов 118.5 KB
  Скорость движения дымовых газов в начале печи. Скорость движения продуктов горения в вертикальном канале. Потери давления на повороте из дымохода в вертикальный канал. Средняя температура дыма по длине трубы.