Estrutura de dados 1. Ponteiros

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1 Estrutura de dados 1 Ponteiros

2 Ponteiros Um ponteiro é um endereço de memória O valor de um ponteiro indica onde uma variável está armazenada Um ponteiro proporciona um modo de acesso a uma variável sem precisar referenciá-la.

3 Ponteiros Os ponteiros são usados para: Manipular elementos de matrizes; Receber argumentos em funções que necessitem modificar o argumento original; Passar strings de uma função para outra; Criar estruturas de dados complexas, como listas encadeadas e árvores binárias, onde um item contém referências a outro; Alocar e desalocar memória do sistema.

4 Ponteiros Toda variável ocupa uma localização na memória o seu endereço é o endereço do primeiro byte ocupado por ela. O endereço de memória é a referência usada para localizar as variáveis na memória. Uma variável aponta para outra variável quando a primeira contém o endereço da segunda. &x = 0x7fff5a85eb58 x= 4 &y = 0x7fff5a85eb54 y= 7 px = 0x7fff5a85eb58 *px= 4 py = 0x7fff5a85eb54 *py= 7

5 Operador de endereço & O operador de endereços (&) é um operador unário e seu operando deve ser o nome de uma variável, e o resultado é seu endereço. Ex: #include <iostream.h> using namespace std; void main() int x, y; cout << "\n" << &i; cout << "\n" << &j; &x = 0x7fff5a85eb58 x= 4 &y = 0x7fff5a85eb54 y= 7

6 Operador de endereço & e o operador indireto * O operador << imprime & endereços em hexadecimal precedidos pelo prefixo 0x. O operador indireto (*) é um operador unário Seu operando é um endereço ou ponteiro e resulta no conteúdo da variável localizada no endereço (ponteiro) do operando. Os ponteiros oferecem uma maneira alternativa de passagem de parâmetros para uma função.

7 Ponteiros &x = 0x7fff5a85eb58 x= 4 &y = 0x7fff5a85eb54 y= 7 #include <iostream.h> using namespace std; px = 0x7fff5a85eb58 *px= 4 void main( ) py = 0x7fff5a85eb54 *py= 7 int x=4, y=7; cout << "\n&x = " << &x << "\t x= " << x; cout << "\n&y = " << &y << "\t y= " << y; int *px, *py; px = & x; py = & y; cout << "\n\npx = " << px << "\t *px= " << *px; cout << "\n\npy = " << py << "\t *py= << *py;

8 Ponteiros A instrução int *px, *py; declara ponteiros para variáveis int. Quando um ponteiro não é inicializado na instrução de sua declaração, o compilador inicializa-o com o endereço zero (NULL) (não válido). Um ponteiro pode ser inicializado no momento de sua declaração. Ex: int *px = &x;

9 Operações com ponteiros As operações com ponteiros só podem ser realizadas entre ponteiros de mesmo tipo. Incrementar um ponteiro acarreta sua movimentação para o próximo endereço da memória de uma variável do mesmo tipo. A diferença entre dois ponteiros representa um número de tipo apontado por eles. Se py tem valor 4000 e px, 3998 a diferença entre eles é 1. Considerando px e py como inteiros.

10 Operações com ponteiros Ao declarar um ponteiro, o compilador deve conhecer o tipo de variável apontada para executar corretamente as operações aritméticas. int *pi; double *pd; float *pf; O tipo declarado é entendido como o tipo de variável apontada. Ao somar 1 a pi, soma-se 4 bytes (1 int) Ao somar 1 a pd, soma-se 8 bytes (1 double) &i = 0x7fff5a2a9b58 i= 4 &d = 0x7fff5a2a9b50 d= 7 pi = 0x7fff5a2a9b58 *pi= 4 pd = 0x7fff5a2a9b50 *pd= 7 pi + 1 = 0x7fff5a2a9b5c pd + 1 = 0x7fff5a2a9b58

11 Passando argumentos por referências com ponteiros Para usar ponteiros como argumentos há duas etapas: A função chamadora passa endereços usando o operador de endereços. Estes endereços são de variáveis da função chamadora onde deseja-se que a função coloque novos valores. A função chamada deve criar variáveis para armazenar os endereços enviados pela chamadora. Estas variáveis são ponteiros.

12 Passando argumentos por referências com ponteiros #include <iostream> using namespace std; void reajusta20(float *p, float *r); int main( ) float preco, reajuste; do cout << "\n\ninsira o preco atual:\n"; cin >> preco; reajusta20(&preco, &reajuste); cout << "\npreco novo= "<< preco << "\naumento= " << reajuste; while (preco!= 0.0); void reajusta20(float *p, float *r) *r= *p * 0.2; *p *= 1.2; Atenção, função altera direto variável preco e reajuste

13 Ponteiros e Matrizes O compilador transforma matrizes em ponteiros na compilação. O nome de uma matriz representa seu endereço de memória que é o endereço do primeiro elemento da matriz

14 Ponteiros e Matrizes #include <iostream> using namespace std; void main( ) int M[5]=92,81,70,69,58; for (int i=0; i<5; i++) cout << \n << M[i]; M é um ponteiro int e aponta para M[0] Ao somar 1 a M obtém-se M[1] M + i é equivalente a &M[i] *(M+i) é equivalente a M[i] #include <iostream> using namespace std; void main( ) int M[5]=92,81,70,69,58; for (int i=0; i<5; i++) cout << \n << *(M+i);

15 Passando matrizes como argumentos para funções #include <iostream> using namespace std; int media (int *lista, int tamanho); int main( ) int notas [20],i; for (i=0; i<20; i++) cout << "\ndigite a nota do aluno " << (i+1) << ": "; cin >> *(notas+i); if (*(notas+i) < 0) break; int m = media (notas, i); cout << "\n\nmedia das notas: " << m; int media (int *lista, int tamanho) int m=0; for (int i=0; i < tamanho; i++) m += *lista++; return (m/tamanho);

16 Alocação de memória A alocação estática de memória ocorre em tempo de compilação, ou seja, no momento em que se define uma variável ou estrutura é necessário definir seu tipo e tamanho. A alocação dinâmica de memória ocorre em tempo de execução, no momento em que a variável ou estrutura precisar ser utilizada, sua memória será reservada e será liberada se a memória não for mais necessária. Em C e C++ é possível criar matrizes e vetores dinâmicos através de ponteiros.

17 Área de alocação dinâmica: heap A área de alocação dinâmica (heap) toda a memória que ainda não está alocada. Em C++ há dois operadores para a alocação ou liberação da memória dinâmica: new e delete. Pode-se solicitar memória sempre que necessário. A operador new obtém memória do sistema operacional e retorna um ponteiro para o primeiro byte do bloco de memória alocado. sintaxe: new tipo; sintaxe: new tipo [numero_de_elementos]; Quando alocamos memória dinamicamente é recomendado que ao término da execução do programa essa memória seja liberada. Para isto existe o operador delete. Sintaxe: delete ponteiro; Sintaxe: delete [ ] ponteiro; Uma vez alocada, a memória só é liberada pela função free().

18 Área de alocação dinâmica #include <iostream> #include <new> using namespace std; int main () int i,n; int * p; cout << "Quantos numeros voce quer? "; cin >> i; p= new (nothrow) int[i]; if (p == nullptr) cout << "** Erro: Memoria Insuficiente "; else for (n=0; n<i; n++) cout << "Entre um numero: "; cin >> p[n]; cout << "Voce digitou: "; for (n=0; n<i; n++) cout << p[n] << ", "; delete[] p; return 0;

19 Área de alocação dinâmica: heap Em C há duas funções para a alocação ou liberação da memória dinâmica: malloc() e free(). Pode-se solicitar memória sempre que necessário. O operador new obtém memória do sistema operacional e retorna um ponteiro para o primeiro byte do bloco de memória alocado. Uma vez alocada, a memória só é liberada pelo operador delete.