Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

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1 Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica Introdução a Programação Túlio Toffolo & Puca Huachi BCC /2 Departamento de Computação UFOP

2 Aula anterior Memória Ponteiro Utilização de ponteiros Aritmética de ponteiros 2 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

3 Aula de hoje 1 Ponteiros 2 Exercícios da aula prática 3 Mais exemplos... 4 Alocação dinâmica 5 Exercícios 6 Próxima aula 2 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

5 Ponteiros Um ponteiro (apontador ou pointer) é um tipo especial de variável que armazena um endereço de memória Ponteiros são declarados utilizando o caractere especial *: 1 int *pi; // pi é um ponteiro do tipo int 2 char *pc; // pc é um ponteiro do tipo char 3 float *pf; // pf é um ponteiro do tipo float 4 double *pd; // pd é um ponteiro do tipo double Vários podem ser declarados em uma única linha: 1 int *p1, *p2, *p3; 3 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

6 Ponteiros O conteúdo da memória apontada por um ponteiro se refere ao valor armazenado no endereço de memória para o qual o ponteiro aponta. Este conteúdo (valor) pode ser alterado usando o operador * Exemplo: 1 int main() 2 { 3 int x = 10, y = 0; 4 int *px = &x; 5 y = *px; // y recebe o conteúdo do endereço apontado por x 6 cout << "y = " << y << endl; 7 return 0; 8 } O que será impresso? 1 y = 10 4 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

7 Ponteiros Cuidado com o uso do *: Não confunda declaração de ponteiro com obtenção de conteúdo... O * a seguir é utilizado para declarar um ponteiro 1 int *p; Já o * a seguir é utilizado para obter/alterar o conteúdo da memória armazenada por um ponteiro. 1 *p = 10; 2 if ((*p) > 10) 3 cout << *p << " > 10" << endl; 5 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

9 Exercício 1 Faça um programa em C++ que encontre a última ocorrência de um caractere dentro de uma cadeia de caracteres (máximo 256 caracteres). Para isso implemente uma função que recebe a cadeia de caracteres e retorna um ponteiro para a posição. O main() deve imprimir o valor dessa posição considerando que a primeira posição é a 1. Protótipo: 1 char* procuraultimo(char *, char); Exemplo: 1 Digite um texto: Teste de execução 2 Digite o caractere para procurar: e 3 4 Última posição que ele aparece: 12 6 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

10 Exercícios da aula prática Exercício 2 Faça um programa que leia n valores, onde n 100, pertencentes ao conjunto dos números reais. Em seguida, implemente a função maior() que recebe esse vetor e retorna um ponteiro para a posição no vetor do maior elemento. Imprima a posição (endereço de memória) e o valor do maior elemento no módulo principal. Exercício 3 Faça um programa que leia n valores (n 9), em ordem crescente, pertencentes ao conjunto dos números inteiros. Em seguida, leia um número inteiro qualquer e insira nesse vetor, mantendo a ordem. Imprima o novo vetor. 7 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

12 ssagem Mais exemplos... de apontadores IV 1 void troca(int *a, int *b) { 2 int aux = *a; 3 *a = *b; 4 *b = aux; 5 } 6 7 int main() { 8 int n = 5; 9 int v[5] = { 10, 20, 30, 40, 0 }; cin >> v[n-1]; // lendo mais um nro 12 for (int i = n-1; i >= 1; i++) { 13 if (v[i] < v[i-1]) 14 troca(v+i, v+i-1); 15 else 16 break; 17 } imprimevetor(v, n); 20 } 8 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica 38/81

13 ssagem Mais exemplos... de apontadores IV 1 int *ultimo(int *v, int b, int n) { 2 int *p = v; 3 for (int i = 1; i < n; i++) { 4 if (v[i] == b) 5 p = v+i; 6 } 7 return p; 8 } 9 10 int main() { 11 int v[7] = { 0, 9, 8, 6, 5, 3, 2 }; 12 int busca; 13 cin >> busca; int *p = ultimo(v, busca, 7); int pos = p - v; 18 cout << "Pos = " << pos + 1 << endl; return 0; 21 } 9 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica 38/81

15 Alocação dinâmica Comando new: Aloca dinamicamente um bloco consecutivo de bytes na memória e retorna o endereço deste bloco. Isto permite escrever programas mais flexíveis. Exemplo de uso: alocar um vetor de tamanho definido pelo usuário / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

16 Alocação dinâmica Uso do método new para criar um double: 1 // aloca memória de forma dinâmica 2 double *nro = new double; 3 4 // altera o conteúdo da memória apontada por nro para *nro = 3.5; 6 7 cout << "Endereço de memória: " << nro << endl; 8 cout << "Valor na memória: " << *nro << endl; Este código imprimirá, por exemplo (arquitetura 64 bits): 1 Endereço de memória: 0x7feaf Valor na memória: / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

17 Alocação dinâmica Uso do método new para criar um double com valor inicial: 1 // aloca memória de forma dinâmica e inicializa com valor double *nro = new double(10.5); 3 4 cout << "Endereço de memória: " << nro << endl; 5 cout << "Valor na memória: " << *nro << endl; Este código imprimirá, por exemplo (arquitetura 64 bits): 1 Endereço de memória: 0x7feaf Valor na memória: / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

18 Alocação dinâmica Uso do método new para criar um bloco com 3 doubles: 1 // aloca memória de forma dinâmica e inicializa com valor double *nro = new double[3]; 3 4 // alterando valores 5 nro[0] = 1.1; 6 nro[1] = 1.5; 7 nro[2] = 2.2; 8 9 for (int i = 0; i < 3; i++) 10 cout << nro[i] << " "; Este código imprimirá: / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

19 Exemplo de alocação dinâmica Alocação dinâmica de memória VIII 1 int main() { 2 int *a = nullptr; 3 a = new int[6]; 4 for (int i = 0; i < 6; i++) 5 a[i] = i; 6 imprimevetor3(a, 6); } Cria o ponteiro a com valor inicial nullptr (0x0). 14 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica 67/81

20 Exemplo de alocação dinâmica Alocação dinâmica de memória IX 1 int main() { 2 int *a = nullptr; 3 a = new int[6]; 4 for (int i = 0; i < 6; i++) 5 a[i] = i; 6 imprimevetor3(a, 6); } Aloca um bloco de memória com 6 inteiros (usando o comando new) Armazena o endereço de memória no ponteiro a. 15 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica 68/81

21 Exemplo de alocação dinâmica Alocação dinâmica de memória X 1 int main() { 2 int *a = nullptr; 3 a = new int[6]; 4 for (int i = 0; i < 6; i++) 5 a[i] = i; 6 imprimevetor3(a, 6); } Altera o valor de a[0], a[1],..., a[5] 16 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica 69/81

22 Muito importante: liberar a memória A memória alocada pelo compilado é liberada ao final do escopo da variável automaticamente. Quando fazemos alocação dinâmica, é nossa obrigação liberar a memória. Em C++ usamos o operador delete Exemplo (1): 1 int *a = new int; delete a; 17 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

23 Muito importante: liberar a memória A memória alocada pelo compilado é liberada ao final do escopo da variável automaticamente. Quando fazemos alocação dinâmica, é nossa obrigação liberar a memória. Em C++ usamos o operador delete Exemplo (2): 1 int *v = new int[6]; delete[] v; 18 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

24 ssagem Exemplos de apontadores IV 1 void levetor(int *v, int n) { 2 for (int i = 0; i < n; i++) 3 cin >> v[i]; 4 } 5 6 int *maior(int *v, int n) { 7 int *maior = v; 8 for (int i = 1; i < n; i++) 9 if (v[i] > *maior) 10 maior = v + i; 11 return maior; 12 } int main() { 15 int n, *v; 16 cin >> n; 17 v = new int[n]; 18 levetor(v, n); 19 int *maior = maior(v, n); 20 cout << "Maior = " << *maior << endl; 21 delete[] v; 22 } 19 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica 38/81

26 Exercícios Exercício 1 Crie uma função que: 1 recebe um vetor v e seu tamanho n por parâmetro; 2 cria um novo vetor por alocação dinâmica, preenchendo-o com o conteúdo de v em ordem inversa; 3 retorna este novo vetor. Dica: utilize o protótipo a seguir: 1 int *inverso(int *v, int n); Crie um exemplo de utilização desta função no método main(). Não se esqueça de liberar memória! 20 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

28 Próxima aula Ponteiros e alocação dinâmica 21 / 21 Túlio Toffolo & Puca Huachi Introdução a Programação Aula 24: Ponteiros e Alocação Dinâmica

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