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Programmazione di Calcolatori

Programmazione di Calcolatori. Lezione XVI Allocazione dinamica della memoria. Operatore sizeof(). Buffer: in questa lezione per buffer intenderemo una sequenza contigua di byte (locazioni) in memoria centrale Sintassi: sizeof(tipo_di_dato)

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Presentation Transcript

  1. Programmazione di Calcolatori Lezione XVI Allocazione dinamica della memoria Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  2. Operatore sizeof() • Buffer: • in questa lezione per buffer intenderemo una sequenza contigua di byte (locazioni) in memoria centrale • Sintassi: • sizeof(tipo_di_dato) • con tipo_di_dato identificatore di tipo predefinito o non • Valore: • numero di byte utilizzati per rappresentare un valore di tipo tipo_di_dato Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  3. Operatore di casting • Sintassi: • (tipo_di_dato) espressione • con tipo_di_dato identificatore di tipo predefinito o non • Valore: • il valore di espressione convertito in un valore di tipo tipo_di_dato Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  4. Il tipo size_t • Definizione: • typedef unsigned int size_t; • utilizzato per rappresentare dimensioni • Range di rappresentazione: • tra0e2sizeof(size_t)*8-1 Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  5. Direttiva per il preprocessore Attenzione!!! Le librerie del C mettono a disposizione del programmatore un insieme di funzioni per la gestione della memoria. Per utilizzare tali funzioni all’interno di un file è necessario includere in testa allo stesso la direttiva per il preprocessore: # include <stdlib.h> Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  6. La funzione malloc() • Signature (firma): • void *malloc(size_t size); • Modifiche allo stato della memoria: • alloca un buffer di memoria di size byte • Valore restituito: • l’indirizzo del primo byte del buffer, in caso di successo • il valore NULL altrimenti Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  7. La funzione free() • Signature: • void free(void *ptr); • Modifiche allo stato della memoria: • rilascia il buffer di memoria, di indirizzo iniziale ptr, allocato da una precedente chiamata alla malloc(), calloc() o realloc() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  8. Le funzioni malloc() e free() // sorgente: Lezione_XVI\malloc.c // illustra il corretto utilizzo dalla funzione malloc() e della free() // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include <stdio.h> // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // di interesse generale #include <stdlib.h> // visualizza il contenuto di un buffer di interi void VisBuffInt(int *ptr, size_t nro_val) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) printf("\n%d", ptr[curs]); }; continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  9. Le funzioni malloc() e free() continua … // alloca, visualizza e successivamente rilascia, buffer per // un numero di valori interi specificato a run-time int main() { // definisce le variabili per il numero dei valori interi e per // l’indirizzo iniziale del buffer size_t nro_val; int *ptr; // inizializza la variabile per il numero di valori printf("\nQuanti valori? "); scanf("%u", &nro_val); // alloca memoria per il buffer ptr = (int*) malloc(nro_val * sizeof(int)); continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  10. Le funzioni malloc() e free() continua … // se l’allocazione e’ fallita termina if (ptr == NULL) { printf("\nAllocazione fallita"); return(0); }; // se l'allocazione è avvenuta con successo visualizza il contenuto // del buffer e rilascia la memoria per questo allocata printf("\nAllocazione avvenuta con successo\n"); printf(“\nContenuto del buffer: “); VisBuffInt(ptr, nro_val); free(ptr); return(1); } Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  11. Le funzioni malloc() e free() • Compilazione: • Esecuzione: Il buffer non viene inizializzato • Esecuzione: Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  12. La funzione calloc() • Signature: • void *calloc(size_t nro_var, size_t dim_var); • Modifiche allo stato della memoria: • alloca un buffer di memoria per nro_var variabili di dimensione dim_var, e le inizializza a 0 • Valore restituito: • l’indirizzo del primo byte del buffer, in caso di successo • il valore NULL altrimenti Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  13. Le funzioni calloc() e free() // sorgente: Lezione_XVI\calloc.c // illustra il corretto utilizzo dalla funzione calloc() e della free() // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include <stdio.h> // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // di interesse generale #include <stdlib.h> // visualizza il contenuto di un buffer di interi void VisBuffInt(int *ptr, size_t dim) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) printf("\n%d", ptr[curs]); }; continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  14. Le funzioni calloc() e free() continua … // alloca, visualizza e successivamente rilascia, un buffer per // un numero di valori interi specificato a run-time int main() { // definisce le variabili per il numero dei valori interi e per // l’indirizzo iniziale del buffer size_tnro_val; int *ptr; // inizializza la variabile per il numero di valori printf("\nQuanti valori? "); scanf("%u", &nro_val); // alloca e inizializza la memoria per il buffer ptr = (int*) calloc(nro_val, sizeof(int)); continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  15. Le funzioni calloc() e free() continua … // se l’allocazione e’ fallita termina if (ptr == NULL) { printf("\nAllocazione fallita"); return(0) }; // se l'allocazione ha avuto successo visualizza il contenuto del // buffer e successivamente libera la memoria per questo allocata printf("\nAllocazione avvenuta con successo\n"); printf("\nContenuto del buffer:"); VisBuffIn(ptr, nro_val); free(ptr); return(1); } Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  16. Le funzioni calloc() e free() • Compilazione: • Esecuzione: Il buffer è inizializzato a 0 • Esecuzione: Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  17. La funzione realloc() • Signature: • void *realloc(void * ptr, size_t size); • Modifiche allo stato della memoria: • estende, o nel caso comprime, il buffer riferito da ptr, mantenendo inalterato il contenuto della porzione preesistente, a meno di troncamenti. Gestisce automaticamente eventuali ricollocazioni del buffer. • Valore restituito: • l’indirizzo del primo byte del buffer, in caso di successo • il valore NULL altrimenti • Realloc(NULL, size): • equivale a malloc(size) Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  18. La funzione realloc() e i memory leak 100 ptr x • Memory leak: • area di memoria allocata e non più accessibile non esistendo puntatori che la riferiscono x x x x 099 100 101 102 103 104 105 void *ptr = realloc(NULL, 5); ptr = realloc(ptr, 8); … free(ptr); NULL Non ha alcun effetto NULL Programmazione di Calcolatori: i vettori

  19. La funzione realloc() tmp ptr x x • L’approccio corretto: x x x x void *ptr , *tmp; ptr = realloc(NULL, 2); tmp = realloc(ptr, 4); // gestione dell’errore if (tmp == NULL) { printf (“errore”); free(ptr); return (0); } else ptr = tmp; …. free(ptr); 103 x 099 100 101 102 103 104 105 106 107 100 x 103 Programmazione di Calcolatori: i vettori

  20. La funzione realloc() // sorgente: Lezione_XVI\realloc.c // illustra il corretto utilizzo dalla funzione realloc() // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include <stdio.h> // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // di interesse generale #include <stdlib.h> // inizializza il contenuto di un buffer di interi con una sequenza // progressiva di interi void InBuffInt(int *ptr, size_t dim) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) ptr[curs] = curs; }; continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  21. La funzione realloc() continua … // visualizza il contenuto di un buffer di interi void VisBuffInt(int *ptr, size_t dim) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) printf("\n%d", ptr[curs]); }; // alloca, visualizza, ridimensiona, visualizza nuovamente e rilascia, un // buffer per un numero di valori interi specificato a run-time int main() { // definisce le variabili per il numero dei valori interi e per // il riferimento al buffer iniziale size_t nro_val; int *ptr; continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  22. La funzione realloc() continua … // definisce una variabile temporanea per il riferimento al buffer // ridimensionato, al fine di non perdere il riferimento al buffer // iniziale se il ridimensionamento fallisse int *tmp; // definisce una variabile per il numero di valori interi nel buffer // ridimensionato size_t new_nro_val; // inizializza la variabile per il numero di valori nel buffer iniziale printf("\nQuanti valori nel buffer iniziale? "); scanf("%u", &nro_val); // alloca memoria per il buffer iniziale ptr = (int *) realloc(NULL, nro_val*sizeof(int)); // se l’allocazione è fallita termina if (ptr == NULL) { printf("\nAllocazione fallita"); return(0); }; continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  23. La funzione realloc() continua … // altrimenti, se l'allocazione ha avuto successo, inizializza e // visualizza il buffer iniziale printf("\nAllocazione avvenuta con successo\n"); InBuffInt(ptr, nro_val); printf("\nBuffer iniziale:\n"); VisBuffInt(ptr, nro_val); // inizializza la variabile per il numero di valori nel buffer // ridimensionato printf("\nQuanti valori nel buffer ridimensionato? "); scanf("%u", &new_nro_val); // ridimensiona il buffer iniziale tmp = (int *)realloc(ptr, new_nro_val); // verifica se il ridimensionamento è avvenuto con successo if (tmp == NULL) { // se il ridimensionamento e' fallito visualizza il buffer originale // e termina printf("\nAllocazione fallita”); printf("\nBuffer iniziale:\n "); VisBuffInt(ptr, nro_val); }; continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  24. La funzione realloc() continua … // se il ridimensionamento e’ avvenuto con successo // aggiorna il riferimento al buffer ptr = tmp; // visualizza il contenuto del buffer ridimensionato printf("\nAllocazione avvenuta con successo”); printf("\nBuffer ridimensionato:"); VisBuffInt(ptr, new_nro_val); // rilascia la memoria allocata per il buffer free(ptr); return(1); } Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  25. La funzione realloc() • Compilazione: • Esecuzione: Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  26. La funzione realloc() e free() • Esecuzione: Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  27. Le funzioni calloc() e free() • Esecuzione: Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  28. La funzione memcpy() • Signature: • void * memcpy(void * dest, void * src, int n) • Modifiche allo stato della memoria: • copia n byte dall’indirizzo src all’indirizzo dst • Valore restituito: • l’indirizzo dest • Direttive per il preprocessore: • includere la direttiva #include <string.h> per utilizzare la funzione Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  29. La funzione memcpy() // sorgente: Lezione_XVI\memcpy.c // illustra il corretto utilizzo dalla funzione memcpy() // inclusione del file di intestazione della libreria standard // che contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni // di funzioni e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include <stdio.h> // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro,costanti e dichiarazioni di funzioni di // interesse generale, per la gestione della memoria e delle stringhe #include <stdlib.h> #include <string.h> // inizializza il contenuto di un buffer di interi con una sequenza pro- // gressiva di interi void InBuffInt(int *ptr, size_t dim) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) ptr[curs] = curs; }; continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  30. La funzione memcpy() continua … // visualizza il contenuto di un buffer di interi void VisBuffInt(int *ptr, size_t dim) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) printf("\n%d", ptr[curs]); }; // alloca due buffer di interi, inizializza il I, lo visualizza e lo copia nel II. // Visualizza il contenuto del II e rilascia tutta la memoria allocata int main() { // definisce le variabili per il numero dei valori interi e per i // riferimenti ai due buffer size_t nro_val; int *ptr_1, *ptr_2; // inizializza la variabile per il numero di valori in entrambe i buffer printf("\nQuanti valori nei buffer? "); scanf("%u", &nro_val); continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  31. La funzione memcpy() continua … // alloca memoria per i due buffer ptr_1 = (int *) realloc(NULL,nro_val*sizeof(int)); ptr_2 = (int *) realloc(NULL,nro_val*sizeof(int)); // controlla se l’allocazione è avvenuta con successo if ((ptr_1 == NULL) || (ptr_2 == NULL)) { // se l’allocazione è fallita rilascia la memoria allocata // e termina printf("\nAllocazione fallita"); if (ptr_1 != NULL) free(ptr_1); if (ptr_2 != NULL) free(ptr_1); return(0); }; // altrimenti inizializza il I buffer e lo visualizza printf("\nAllocazione avvenuta con successo\n"); InBuffInt(ptr_1, nro_val); printf("\nContenuto I Buffer:"); VisBuffInt(ptr_1, nro_val); continua … Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  32. La funzione memcpy() continua … // copia il I buffer nel II e lo visualizza ptr_2 = memcpy(ptr_2, ptr_1, nro_val*sizeof(int)); printf("\nContenuto II Buffer:"); VisBuffInt(ptr_2, nro_val); // rilascia la memoria per entrambe i buffer free(ptr_1); free(ptr_2); return(1); } Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  33. La funzione memcpy() • Compilazione: • Esecuzione: Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

  34. La funzione memcpy() • Esecuzione: Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria

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