PC Laborator 12

Obiective

La sfârșitul acestui laborator studenții vor fi capabili:

• să definească și să utilizeze tipuri de date pointer;
• să folosească pointeri pentru a putea modifica variabilele trimise ca argumente unor funcții;
• să aloce, să folosească și să elibereze memorie HEAP, în mod dinamic;
• să utilizeze aritmetica pointerilor pentru a itera peste elemente de la adrese consecutive de memorie;
• să utilizeze valgrind pentru a diagnostica pierderile de memorie.

Tipuri de date pointer

Un pointer reprezintă o variabilă care stochează o adresă în memoria dedicată aplicației. Tipul variabilei de tip pointer specifică tipul datei care poate fi citit de la adresa respectivă.

O variabilă de tip pointer se definește în felul următor:

<tip_data> * <nume_variabila>;

Spre exemplu:

int * pa;

Variabila de tip pointer pa nu memorează un întreg, ci o adresă în memorie, iar de la adresa respectivă se poate citi un întreg. Acest lucru se numește indirectare simplă. În plus, deoarece tipul pointer este în sine un tip de dată, și în definiția unui pointer, <tip_data> poate fi un pointer, iar asta permite următoarele construcții:

• int * pa; - variabilă ce stochează o adresă de unde se poate citi un întreg (indirectare simplă);
• int ** pa; - variabilă ce stochează o adresă de unde se poate citi o adresă de unde se poate citi un întreg (dublă indirectare);
• int *** pa; - variabilă ce stochează o adresă de unde se poate citi o adresă de unde se poate citi o adresă de unde se poate citi un întreg (triplă indirectare);
• etc.

Regulă: Orice variabilă este stocată în memorie și deci are o adresă în memorie.

Dimensiunea tipului de date pointer

Conform regulii de mai sus, și variabilele de tip pointer ocupă loc în memorie, deci au dimensiune, în octeți. Un pointer nu oferă informații legate de dimensiunea ocupată de datele de la adresa respectivă, ci doar adresa de unde începe zona ocupată. Din moment ce un pointer memorează doar o adresă, dimensiunea variabilelor de tip pointer nu depinde decât de dimensiunea spațiului de memorie. Astfel, pentru procesoare și sisteme de operare pe 32 de biți, o variabilă de tip pointer va avea 32 de biți, iar pe procesoare și sisteme de operare pe 64 de biți, o variabilă de tip pointer va avea 64 de biți.

Adresa unei variabile

Operatorul care permite aflarea adresei unde este stocată o variabilă este ampersand (&). Acesta este un operator unar ce se plasează înaintea unei variabile iar rezultatul evaluării sale este adresa unde este stocată variabila respectivă. Această adresă poate fi stocată într-o altă variabilă de tipul corespunzător. Altfel spus, pentru o variabilă de tip tip_data, adresa acesteia se poate stoca într-o variabilă de tip tip_data *:

float floatValue;
float * floatAddress = &floatValue;

int intValue;
int * intAddress = &intValue;
int ** intPointerAddress = &intAddress;

Valoarea de la o adresă

Având o variabilă de tip pointer, valoarea stocată în memorie la adresa respectivă se poate afla folosind operatorul steluță (*). Acesta este un operator unar ce se plasează înaintea unei variabile de tip pointer iar rezultatul evaluării sale este valoarea din memorie de la adresa stocată în variabila respectivă. Această valoare poate fi stocată într-o altă variabilă de tipul corespunzător. Altfel spus, pentru o variabilă pointer de tip tip_data *, valoarea de la adresa stocată de pointerul respectiv se poate memora într-o altă variabilă de tip tip_data:

float floatValue;
float * floatAddress = &floatValue;
float anotherFloatValue = *floatAddress;

int intValue;
int * intAddress = &intValue;
int ** intPointerAddress = &intAddress;
int * anotherintAddress = *intPointerAddress;

Utilitatea variabilelor de tip pointer

Pointerii în C au două roluri foarte importante:

1. Alocarea dinamică de memorie în HEAP
2. Modificarea variabilelor parametri ale unor funcții astfel încât modificarea să se păstreze în afara funcției