Apontadores. Ponteiros pointers

Transcrição

1 Apontadores Ponteiros pointers

2 sumário Introdução à programação Introdução e conceitos básicos Noção de variável, endereço e apontador Operadores & e * Noção de NULL Declaração e Incialização do apontadores Aritmética de apontadores Apontadores para apontadores Memória dinâmica Passagem de ponteiros para funções Retorno de ponteiros de funções

3 História no país s dos telefones Todas os habitantes têm uma casa individual. Tamanhos e design diferente Todas casa têm um telefone Excepto os grandes criminosos e suspeitos de actividades ilegais. Cada casa tinha uma morada que é única no país. Serve para entregar o correio, cobrar impostos, etc. Ninguém muda de casa Mudam frequentemente de telefone

4 Bairro da Alegria Ana Ana Pedro Pedro Rua dos amores, lote 12 Calçada da Amizade, nº13 Avenida da Paixão, nº 69 As casas servem para guardar telefones int intj=10; float floatarea=10.5; Telefone joao= joao= ; Telefone ana= ana= ; Telefone pedro= ; printf( %d, j); j); printf( %f, area) area) printf( %d, joao); joao); printf( %d, ana); ana); printf( %d, pedro);

5 Identificação das casas Bom dia, já foste a morada do joão? Ainda não, venho agora da morada do Pedro, e ainda vou passar pela morada da Ana antes. Já foste à Rua dos amores, lote 12? Ainda não, venho agora da Avenida da Paixão, nº 69 e ainda vou passar pela Calçada da Amizade, nº13 antes. Cada casa é identificada inequivocamente por por uma de de duas coisas: O O nome de de quem lá lámora O O seu seu endereço Ana Ana Pedro Pedro idade 18 b:1 Rua dos amores, lote 12 Calçada da Amizade, nº13 Avenida da Paixão, nº 69

6 Operador & O operador & devolve o endereço de de uma variável Bom Bom dia, dia, já jáfoste á morada do do joão? Ainda não, não, venho agora da da morada do do Pedro, e ainda vou vou passar pela pela morada da da Ana Ana antes Rua dos amores, lote 12 Bom dia, já jáfoste a &joão? Ainda não, venho agora da da &Pedro, e ainda vou passar pela &Ana antes. Bom, dia, já jáfoste à Rua dos amores, lote 12? Ainda não, venho agora da da Avenida da da Paixão, nº nº 69 e ainda vou passar pela Calçada da da Amizade, nº13 antes.

7 Endereço, nome e conteúdo Conversa Bom Bom dia, dia, já jáfoste a casa do do joão? Não Não vou vou telefonar para para ele ele Abreviatura Bom dia, já jáfoste a &joão? Não vou telefonar para joão. Tradução Bom, dia, já jáfoste à Rua dos amores, lote 12? Não vou telefonar para Rua dos amores, lote 12 idade 18 b:1

8 Endereço o e conteúdo O operador & devolve o endereço de de uma variável O nome de de uma variável devolve o seu conteúdo No printf %p imprime um endereço C printf( %d, soma) soma) printf( %p, &soma); printf( %d,joao); printf( %p,&joao); :03 02: Rua Rua dos dos amores, lote lote Rua dos amores, lote 12

9 Promoção SuperDrive Super Drive Para mais informação &joão Rua dos amores, lote 12

10 Hackarina Terrível pirata informático Fez-se passar por homem num chat da internet Desvio de vários megabites num servidor Sequestro de três discos de alta densidade Um nem formatado estava! Liberdade condicional Não pode ter telefone Dificultar as suas actividades ilícitas Doente Taxa de furtoesterol elevada A ambulância só pode ser chamada por telefone O empresta o seu telefone Devolveu os agrafos usados. Hackarina Praceta do já enganei +1

11 Bairro da Alegria Ana Ana Pedro Pedro Rua dos amores, lote 12 Calçada da Amizade, nº13 Rua dos amores, lote 12 Avenida da Paixão, nº 69 Hackarina Praceta já enganei +1

12 Declaração e Incialização de apontadores Rua dos amores, lote Ana Ana Calçada da Amizade, nº13 Rua dos amores, lote Pedro Pedro Avenida da Paixão, nº 69 Declaração tipo tipo nome; Telefone joao; joao; Telefone ana; ana; Telefone pedro; pedro; Telefone *hackarina; Hackarina Praceta já enganei +1 Incialização tipo tipo nome = valor; Telefone joao= joao= ; Telefone ana= ana= ; Telefone pedro= ; Telefone *hackarina = &joao; Atribuição nome = valor; joao= joao= ; ana= ana= ; pedro= ; hackarina = &joao;

13 Conteúdo de um apontador Rua dos amores, lote Ana Ana Calçada da Amizade, nº13 Rua dos amores, lote 12 Hackarina Praceta já enganei Pedro Pedro Avenida da Paixão, nº 69 Qual Qual o Nº Nº de de telefone telefone das das pessoas pessoas printf( %d,joao); printf( %d,ana); printf( %d,pedro); printf( %d, *hackarina ); ); ; ; ; C O operador & devolve o endereço de de uma variável O nome de de uma variável devolve o seu conteúdo O operador * devolve o conteúdo de de um apontador

14 Abreviatura de conversas Expressão Joao &joao Hackarina &Hackarina *Hackerina Valor Rua dos amores, lote 12 Rua dos amores, lote 12 Praceta já enganei Descrição Valor de joao Endereço de joao Valor de Hackarina Endereço de Hackarina Valor apontado por Hackarina Rua dos amores, lote 12 Rua dos amores, lote 12 Hackarina Praceta já enganei +1 apontadores Endereço próprio Endereço apontado Valor apontado

15 Hackarina em acção Rua dos amores, lote 12 Ataque Ao Ao telefone Rua dos amores, lote 12 Hackarina Praceta já enganei +1 C *hackarina = ; Expressão Hackarina &Hackarina *Hackarina Joao Valor Rua dos amores, lote 12 Praceta já enganei Descrição Valor de hackarina Endereço de hackarina Valor apontado por hackarina Valor de joao

16 Hackarina engana Rua Calçada dos da amores, lote Amizade, 12 nº Ana Ana Rua dos amores, lote 12 Hackarina Praceta já enganei +1 Calçada da Amizade, nº13 C hackarina = &ana; Expressão Hackarina &Hackarina *Hackarina Valor Calçada da Amizade, nº13 Praceta já enganei Descrição Valor de hackarina Endereço de hackarina Valor apontado por hackarina

17 Happy End A Ana proibiu a Hackarina de utilizar o seu telefone Levou sem autorização a sombra das árvores do quintal Hackarina deixar a banditagem Eu próprio o deixo de telefonar de minha casa. Onde estão os restantes acetatos!!!!!! Vamos começar a aula sobre apontadores Fui Roubado!!

18 Apontadores em C

19 Variáveis Introdução à programação a b c d e f a:0 a:1 a:2 a:3 a:4 a:5 a:6 idade 24 b:0 b:1 b:3 b:4 b:5 b:6 sexo c:0 c:1 c:2 c:3 m c:4 c:5 c:6 d:0 d:1 d:2 d:3 d:4 d:5 d:6 Peso e:0 e:1 e:2 e:6 f:0 f:1 f:2 f:3 f:4 f:5 f:6 6 int intidade idade =24; =24; char charsexo = m m float floatpeso=74.32, printf( %d %p, %p, idade, idade, idade idade ); ); printf( %c %p, %p, sexo, sexo, &sexo &sexo); ); printf( %f %p, %p, peso peso,,&peso); b:1 b:1 m c:3 c: e:2 e:2 O endereço o de de um a variável vel é sempre o menor dos endereços que ela ocupa em memória

20 Ponteiros Introdução à programação a b c d e f a:0 a:1 a:2 a:3 a:4 a:5 a:6 a:7 idade pti ptc ptf b:0 b:1 24 b:3 b:4 b:5 b:1 b:6 c:3 b:7 e:2 sexo c:0 c:1 c:2 c:3 m c:4 c:5 c:6 c:7 d:0 d:1 d:2 d:3 d:4 d:5 d:6 d:7 Peso e:0 e:1 e:2 e:6 e:7 f:0 f:1 f:2 f:3 f:4 f:5 f:6 f:7 int intidade idade =24; =24; char charsexo = m ; m ; float floatpeso=74.32; int int *pti *pti = &idade; char char *ptc *ptc = &sexo; float float *ptf *ptf = &peso; idade pti b:1 b:5 b:1 Duas formas de de manipular os os dados: Variavel (idade) Conteúdo do do ponteiro ((*pti) C idade = 18; *pti = 18;

21 Incialização de Ponteiros a a b b c c pt2 pt3 pt2 pt3 a:0 a:1 a:2 a:3 a:4 NULL a:5 NULL a:6 a:0 a:1 a:2 a:3 a:4 NULL a:5 NULL a:6 idade pti ptc idade pti ptc b:0 b:1 24 b:3 b:4 b:5 b:0 b:1 24 b:3 b:4 b:5 b:1 b:1 b:6 c:3 b:6 c:3 sexo sexo c:0 c:1 c:2 c:3 m c:0 c:1 c:2 c:3 C c:4 c:5 c:6 c:4 c:5 c:6 A constante simbólica NULL representa o endereço de de memória 0 e indica que o apontador não aponta para nenhuma variável short shortidade =24; =24; char charsexo = m ; m ; int int *pti *pti = &idade; char char *ptc *ptc = &sexo; int int *pt1 *pt1 = NULL; NULL; int int *pt2 *pt2 = NULL; NULL; C NULL = (void *) 0

22 Para que servem os ponteiros? Aceder directamente à memória do computador RAM Portos Etc. Alteração de parâmetros dentro de funções Tratamento de estruturas homogéneas de dados (EHD) - vectores e arrays Optimização de memória EHD com tamanho variável Alteração do tamanho em tempo de execução Passar EHD para funções Retorno de EHD de funções

23 Passagem de parâmetros por ponteiro Construa uma função que troque dois números e teste-a Função Função troca troca void void troca(int *x, *x, int int * y) y) { int int aux= aux= * x; x; *x= *x= * y; y; *y=aux; } Programa Programa... int int a= a= 20; 20; int int b= b= 10; 10; troca troca (& (& a, a, &b); &b); Printf(" a= a= %d %d b=%d b=%d ",a, ",a, b); b); Variáveis Variáveis X X y y aux aux Variáveis Variáveis a a b b a= 10 b= 20

24 Apontadores e vectores char nota[8] O nome de um vector: a nota b b:0 ptr a:0 a:2 a:3 a:4 a:5 a:6 a:7 nota[0] nota[1] nota[2] nota[3] nota[4] nota[5] nota[6] nota[7] b:0 12 b:1 12 b:2 20 b:3 16 b:4 10 b:5 9 b:6 16 b:7 17 Não é possível alterar o seu seu conteúdo Apontador constante Cada Elemento ocupa posições consecutivas b:0 Char Char *ptr=nota; Não é necessário o & porque corresponde ao ao endereço o do do seu seu primeiro nota é um elemento ponteiro Pode-se atribuir o valor de de um um vector a um um ponteiro

25 Apontadores e vectores Telefone Alegria[5] Alegria Rua dos amores porta1 Rua da estrada Não Não é necessário o & porque um um vector vector é um um apontador Telefone *ptr = alegria ptr Rua dos amores porta1 Rua da do desterro Alegria[0] Alegria[1] Alegria[2] Alegria[3] Alegria[4] Rua dos amores porta1 Rua dos amores porta2 Rua dos amores porta3 Rua dos amores porta4 Rua dos amores porta5 Ptr[0] Ptr[1] Ptr[2] Ptr[3] Ptr[4]

26 Aritmética tica de Apontadores Atribuição = Alterar o conteúdo pt = &var Alterar o conteúdo apontado *pt = valor Adição ++ ou + inteiro Um apontador avança sempre o número de bytes que ele aponta Subtracção -- ou - inteiro Um apontador recua sempre o número de bytes que ele aponta Diferença A diferença só pode ser realizada entre apontadores do mesmo tipo Determina quantos elementos existem entre os apontadores Comparação Só pode ser realizada entre apontadores do mesmo tipo Valor obtido pela valor dos endereços que guardam Indexação Os vectores são apontadores e os apontadores podem ser tratados como vectores

27 Exemplos Introdução à programação a nota b:0 b:0 ptrnota a:0 a:2 a:3 a:4 a:5 a:6 a:8 a:9 nota[0] nota[1] nota[2] nota[3] nota[4] nota[5] nota[6] nota[7] b b:0 12 b:1 12 b:2 20 b:3 16 b:4 10 b:5 9 b:6 16 b:7 17 b:8 b:9 ptr1 ptr2 c Idade c:0 i:1 c:2 c:3 i:1 c:5 c:6 i:1 c:8 c:9 idade[0] idade[1] idade[2] idade[3] i i:0 i:1 24 i:3 24 i:5 24 i:7 24 i:9 9 char *ptrnota=nota ptrnota++ ptrnota+=2 ptrnota-- Nota > ptrnota int *ptr1=*ptr2=idade; ptr1 +=3; ptr2 ptr1 ptr1 < ptr2 Indexação Nota[0] *ptrnota ptrnota[5]; *Idade; * (ptr1 + 2); Ptr[3];

28 Memória dinâmica Hackarina Contruir Casas Ponteiro = Constroi TipoCasa Rua do já enganei +1 *Hackarina Porta 5

29 Alocar Memória void * malloc(numero de bytes) Devolve um um apontador para para a memória reservada int int *ptri; char char *ptrc; *ptrc; double double *ptrd; *ptrd; ptri ptri = (int (int*) *) malloc(4); ptrc ptrc = (char (char*) *) malloc(1); ptrc ptrc = (double *) *) malloc(8); int sizeof(tipo) Calcula Calcula o número de de bytes bytes que que o para para metro metro ocupa ocupa int int *ptri; ptri ptri = (int (int*) *) malloc( sizeof(int) ); ); char char *ptrc; *ptrc; ptrc ptrc = (char (char*) *) malloc(sizeof(char) ); ); double double *ptrd; *ptrd; ptrc ptrc = (double *) *) malloc(sizeof(double) ); );

30 Alocar Memória e atribuir valores int int *ptri; ptri ptri = (int (int*) *) malloc( sizeof(int) ); ); *ptri *ptri = 24; 24; char char *ptrc; *ptrc; ptrc ptrc = (char (char*) *) malloc(sizeof(char) ); ); *ptrc *ptrc = m ; m ; double double *ptrf; *ptrf; ptrc ptrc = (float (float*) *) malloc(sizeof(float) ); ); *ptrf *ptrf = 74.32; 74.32; a b c d e a:0 a:1 a:2 a:3 a:4 a:5 a:6 a:7 *pti b:0 b:1 24 b:3 b:4 b:5 b:1 b:6 c:3 b:7 e:2 *ptc c:0 c:1 c:2 c:3 m c:4 c:5 c:6 c:7 d:0 d:1 d:2 d:3 d:4 d:5 d:6 d:7 *ptrf pti ptc ptf e:0 e:1 e:2 e:6 e:7

31 Libertar Memória free ( apontador) destruir variáveis int int *ptri; ptri ptri = (int (int*) *) malloc( sizeof(int) ); ); *ptri *ptri = 24; 24; char char *ptrc; *ptrc; ptrc ptrc = (char (char*) *) malloc(sizeof(char) ); ); *ptrc *ptrc = m ; m ; double double *ptrf; *ptrf; ptrc ptrc = (float (float*) *) malloc(sizeof(float) ); ); *ptrf *ptrf = 74.32; 74.32; free(ptri); 0 free(ptrc); free(ptrf); a b c d e a:0 a:1 a:2 a:3 a:4 a:5 a:6 a:7 b:0 b:1 24 b:3 b:4 b:5 b:1 b:6 c:3 b:7 e:2 c:0 c:1 c:2 c:3 m c:4 c:5 c:6 c:7 d:0 d:1 d:2 d:3 d:4 d:5 d:6 d:7 e:0 e:1 e:2 e:6 e:7 *pti *ptc *ptrf pti ptc ptf

32 Memória dinâmica ptr1 Contruir Ruas Rua da estrada Ptr1[0] Ptr1[1] Ptr1[2] Ptr1[3] Ptr1[4] Porta 1 Porta 2 Porta 3 Porta 4 Porta 5 ptr2 Ptr2[0] Ptr2[1] Ptr2[2] Ptr2[3] Ptr2[4] Ptr2[5] Rua do desterro Porta 100 Porta 102 Porta 104 Porta 106 Porta 108 Porta 110

33 Memória dinâmica Apontadores com memória própria pria int int *notas, max; Scanf( %d,&max); notas = (int (int*) *) malloc( sizeof(int) * max max ); );... free(notas); a b c d e 0 a:0 a:1 a:2 a:3 a:4 a:5 a:6 a:7 notas b:0 b:1 d: max b:2 b:3 b:5 b:6 b:7 c:0 c:1 c:2 c:3 c:4 c:5 c:6 c:7 d:0 d:1 d:2 d:3 d:4 d:5 d:6 d:7 e:0 e:1 e:2 e:3 e:4 e:5 e:6 e:7 6

34 Apontadores de Apontadores a b c d c:4 ptr2 a:0 a:1 a:3 a:4 a:5 a:6 a:7 a:8 b:0 b:1 b:2 b:3 b:4 b:5 b:6 b:7 b:8 ptr1 c:0 c:1 c:2 c:3 c:4 d:7 c:6 c:7 c:8 d:0 d:1 d:2 d:3 d:4 d:5 d:6 d: x 10 Int Intx=10 Int Int *ptr1= &x &x Int Int **ptr2 = &ptr1 &ptr1 Printf( %d,, *ptr1); Printf( %p, *ptr2 *ptr2); ); Printf( %d,, **ptr2 ); ); C:4 C: Ptr2 Rua da estrada Ptr1 Rua 1 X 10 Porta 4

35 Apontadores de Apontadores Ptr1 Rua da estrada Hurbanização 3 Ruas Ruas 5 casas casas por por rua rua Ptr1[0] Ptr1[0][0] Ptr1[0][1] Ptr1[0][2] Ptr1[0][3] Ptr1[0][4] Rua 1 Rua 1 Porta 1 Rua 1 Porta 2 Rua 1 Porta 3 Rua 1 Porta 4 Rua 1 Porta 5 Ptr1[1] Ptr1[1][0] Ptr1[1][1] Ptr1[1][2] Ptr1[1][3] Ptr1[1][4] Rua 2 Rua 2 Porta 1 Rua 2 Porta 2 Rua 2 Porta 3 Rua 2 Porta 4 Rua 2 Porta 5 Ptr1[3] Ptr1[0][0] Ptr1[0][1] Ptr1[0][2] Ptr1[0][3] Ptr1[0][4] Rua 3 Rua 3 Porta 1 Rua 3 Porta 2 Rua 3 Porta 3 Rua 3 Porta 4 Rua 3 Porta 5

36 Arrays quadrados a b c d e f g h 0 a:0 a:1 a:2 a:3 a:4 a:5 a:6 a:7 b:0 b:1 d: notas b:2 b:3 b:4 b:5 b:6 b:7 c:0 c:1 c:2 c:3 c:4 c:5 c:6 c:7 notas[0] d:0 d:1 d:2 d:4 e:0 e:1 e:2 e:4 notas[0] d:3 d:4 d:5 d:6 d:7 e:3 e:4 e:5 e:6 e:7 f:0 f:1 f:2 f:4 f:3 f:4 f:5 f:6 f:7 notas[0] h:0 g:1 g:2 g:4 notas[0][0] notas[0][1] notas[0][2] notas[0] notas[1][0] notas[1][1] notas[2][0] notas[3][0] notas[2][1] notas[3][1] notas[1][2] notas[2][2] notas[3][2] g:3 g:4 g:5 g:6 g:7 h:0 h:1 h:2 h:3 h:4 h:5 h:6 h:7 int linhas=4; int colunas=3; int **notas; notas notas = (int( (int **) **) malloc(linhas * sizeof(int) ) ); ); for( for( y=0; y=0; y < colunas;y++) notas[y] ] = (int( (int *) *) malloc(colunas* sizeof(int) ) ); );

37 Arrays quadrados a b c d e f g h 0 a:0 a:1 a:2 a:3 a:4 a:5 a:6 a:7 b:0 b:1 d: notas b:2 b:3 b:4 b:5 b:6 b:7 c:0 c:1 c:2 c:3 c:4 c:5 c:6 c:7 notas[0] d:0 d:1 d:2 d:4 e:0 e:1 e:2 e:4 d:3 d:4 d:5 d:6 d:7 e:3 e:4 e:5 e:6 e:7 f:0 f:1 f:2 f:4 f:3 f:4 f:5 f:6 f:7 notas[0] h:0 g:1 g:2 g:4 notas[0] notas[1][0] notas[1][1] notas[0] notas[0][0] notas[0][1] notas[0][2] notas[2][0] notas[3][0] notas[2][1] notas[3][1] notas[1][2] notas[2][2] notas[3][2] g:3 g:4 g:5 g:6 g:7 h:0 h:1 h:2 h:3 h:4 h:5 h:6 h:7 for( for( y=0; y=0; y < dim dim ;; y++) y++) free( free( notas[y] ); ); free( free( notas); notas);

38 Passagem de ponteiros para funções

39 Passagem de ponteiros para funções tipo nomefunção(tipo *apontador); tipo nomefunção(tipo **apontador); tipo * nomefunção(...); tipo **nomefunção(...); Exemplos int ** aloca( int dim); void liberta( int **sudo, int dim); void inicia( int **sudo, int dim); void imprime( int **sudo, int dim); void joga( int **sudo, int dim); int valida( int **sudo, int dim, int y, int x, int valor);