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UDESC - SBS. Departamento de Sistemas de Informação. LPG - I: Ponteiros e Vetores/Matrizes. Prof. Flavio Marcello Strelow flavio@sbs.udesc.br. Ponteiros.

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  1. UDESC - SBS Departamento de Sistemas de Informação LPG - I: Ponteiros e Vetores/Matrizes Prof. Flavio Marcello Strelow flavio@sbs.udesc.br Flavio M. Strelow

  2. Ponteiros • ponteiro é uma variável que contém o endereçode um dados, normalmente uma outra variável. Daí o nome, pois ele apontapara outra variável. • Ex: quando você anota o endereço de sua casa, você cria um ponteiro para ela. • declaração: "*" indica que a variável é um ponteiro • sintaxe: tipo_dado *nome_ponteiro; • Ex: int x; /*variável declarada como inteiro int *pi; /* compilador sabe que pi é ponteiro */ /* pi é um ponteiro para inteiro */ Flavio M. Strelow

  3. Ponteiros • espaço ocupado pelas variáveis 4 bytes 2 bytes 1 byte Flavio M. Strelow

  4. Ponteiros • o operador "&" quando aplicado sobre uma variável retorna o seu endereço • Ex: #include <stdio.h> void main (){ int x = 10, *pi; pi = &x; printf("&x: %p pi: %p", &x, pi); } R: => &x: 19BC pi: 19BC Obs.: Os valores apresentados são endereços de mémoria. Flavio M. Strelow

  5. Ponteiros • funcionamento de um ponteiro na memória • Ex: void main () { int var;int *ptr;var = 10;ptr = &var; } Flavio M. Strelow

  6. Ponteiros A Fig 1 dá uma noção gráfica do funcionamento de ponteiros. E está considerando que o endereçamento do sistema é dado por 2 bytes.Assim ptrocupará 2 bytes; var também 2 bytes, por ser uma variável int.O número 4052 da posição de memória do primeiro byte de var é apenas ilustrativo e, na prática, dependerá do local da memória onde o programa foi carregado. Mas supomos que seja este. Portanto, após a execução de ptr = &var;o conteúdo de ptr será 4052, ou seja, o primeiro byte da variável apontada.Com ptr apontando para var, podemos ler ou modificar o valor desta última de forma indireta através de ptr. Flavio M. Strelow

  7. Ponteiros • o operador "*" quando aplicado sobre um ponteiro em uma expressão aritmética retorna o dado apontado • Ex: void main () { int *tmp_ptr; int x, y; x = 10; tmp_ptr = &x; // tmp_ptra ponta para x y = *tmp_ptr; // conteúdo tmp_ptr = 10; portanto, y = 10. } Flavio M. Strelow

  8. Ponteiros • Ex.2: void main () { int x, *px; float y, *py; double largura, *altura; x=1; px = &x; /* px aponta para x */ *px = 0; /* conteúdo de px = 0 (x=0) */ x = *px + 1; /* x = conteúdo de px + 1 */ } Flavio M. Strelow

  9. Ponteiros • ponteiros são variáveis tipadas: possuem tipos diferentes para guardar endereços diferentes. Então um ponteiro para um tipo de dado int possui representação diferente de um ponteiro para tipo de dado float. (int *) ≠ (float *) ≠ (char *) • Ex: main() { int *ip, x; float *fp, z; ip = &x; /* OK */ fp = &z; /* OK */ ip = &z; /* erro */ fp = &x; /* erro */ } Flavio M. Strelow

  10. Utilizando Ponteiros • modificando valores de variáveis de forma indireta através de ponteiros. Ex: #include <stdio.h> void main() { int x = 10; int *pi; pi = &x; /* pi aponta para endereço de x  *pi == 10 */ (*pi)++; /* conteúdo de pi + 1  *pi == 11 */ printf("%d", x); } R: ==> 11 ao alterar *pi estamos alterando o conteúdo de x Flavio M. Strelow

  11. Utilizando Ponteiros Ex: #include <stdio.h> void main() { int x = 10; int *pi, *pj; pi = &x; /* *pi = 10 */ pj = pi; /* *pj = 10 */ (*pi)++; /* conteúdo de pi + 1(*pi, *pj, x) = 11 */ (*pj)++; /* conteúdo de pj + 1(*pi, *pj, x) = 12 */ printf("%d", x); /* ==> 12 */ } Flavio M. Strelow

  12. Exercício 1 • Pratique a declaração e utilização de ponteiros. • defina e inicialize uma variável inteira • defina um ponteiro para inteiro • modifique o valor da variável através do ponteiro • verifique os novos valores da variável usando printf Flavio M. Strelow

  13. Vetores e Ponteiros • ponteiros oferecem um eficiente e prático meio de acesso e manipulação dos elementos de uma array. • EX.: void main () { int ar[] = {10, 50, 20, 30}; int *ptr;ptr = &ar[0]; // ou ptr = ar; } Quando for executado, ptr estará associado ao primeiro byte da array conforme Fig 2. Flavio M. Strelow

  14. Vetores e Ponteiros • em float m[10]m é uma constante que endereça o primeiro elemento do vetor • portanto, não é possível mudar o valor de m • Ex: void main ( ) { float m[10], n[10]; float *pf; m = n; //erro: m é constante! pf = m; //ok } Flavio M. Strelow

  15. Referenciando Elementos • pode-se referenciar os elementos do vetor através do seu nome e o índice entre os colchetes: • Ex: #include <stdio.h> void main () { m[5] = 5.5; if (m[5] == 5.5) printf("Exito"); else printf("Falha"); } Flavio M. Strelow

  16. Referenciando Elementos • Pode-se referenciar os elementos de um vetor através de ponteiros: • Ex: #include <stdio.h> void main () { float m[] = { 1.0, 3.0, 5.75, 2.345 }; float *pf; pf = &m[2]; printf("%f", *pf); /* ==> 5.75 */ } Flavio M. Strelow

  17. Referenciando Elementos • Pode-se utilizar ponteiros e colchetes: • Ex.: #include <stdio.h> void main () { float m[] = { 1.0, 3.0, 5.75, 2.345 }; float *pf; pf = &m[2]; printf("%f", pf[0]); /* ==> 5.75 */ } • Note que o valor entre colchetes é o deslocamento a ser considerado a partir do endereço de referência: pf[n] => indica enésimo elemento a partir de pf Flavio M. Strelow

  18. Vetores - Aritmética de Ponteiros • É possível fazer operações aritméticas e relacionais entre ponteiros e inteiros • Soma: ao somar-se um inteiro n a um ponteiro, endereçamos n elementos a mais (n positivo) ou a menos (n negativo) pf[2] equivale a *(pf+2) *(pf + n) endereça n elementos a frente *(pf - n) endereça n elementos atrás pf++ endereça próximo elemento vetor pf-- endereça elemento anterior vetor Flavio M. Strelow

  19. Exemplo #include <stdio.h> void main () { int arint[] = { 1,2,3,4,5,6,7 }; int size = 7; /* tamanho do vetor */ int i, *pi; for (pi=arint, i=0; i < size; i++, pi++) printf(" %d ", *pi); } R: ==> 1 2 3 4 5 6 7 Flavio M. Strelow

  20. Exemplo - Variação #include <stdio.h> voidmain () { int arint[] = { 1,2,3,4,5,6,7 }; int size = 7; /* tamanho do vetor */ int i, *pi; for (pi=arint, i=0; i < size; i++) printf(" %d ", *pi++); } R: ==> 1 2 3 4 5 6 7 Flavio M. Strelow

  21. Exemplo - Variação #include <stdio.h> voidmain () { int arint[] = { 1,2,3,4,5,6,7 }; int size = 7; /* tamanho do vetor */ int i, *pi; pi = arint; printf(" %d ", *pi); pi += 2; printf(" %d ", *pi); pi += 2; printf(" %d ", *pi); pi += 2; printf(" %d ", *pi); } R: ==> 1 3 5 7 Flavio M. Strelow

  22. Operações Válidas Sobre Ponteiros • É valido: • somar ou subtrair um inteiro a um ponteiro (pi ± int) • incrementar ou decrementar ponteiros (pi++, pi--) • subtrair ponteiros (produz um inteiro) (pf - pi) • comparar ponteiros ( >, >=, <, <=, == ) • Não é válido: • somar ponteiros (pi + pf) • multiplicar ou dividir ponteiros (pi*pf, pi/pf) • operar ponteiros com double ou float (pi ± 2.0) Flavio M. Strelow

  23. Exercício 2 • Escreva um programa que imprima um vetor de inteiros na ordem inversa endereçando os elementos com um ponteiro Flavio M. Strelow

  24. Cuidados... • C não controla os limites dos vetores, o programador deve fazê-lo • Ex: encontre o erro!! #include <stdio.h> voidmain () { int arint[] = { 1,2,3,4,5,6,7 }; int size = 7, i, *pi; for (pi=arint, i=0; i < size; i++, pi += 2) printf(" %d ", *pi); } Flavio M. Strelow

  25. Cuidados... voidmain () { int arint[] = { 1,2,3,4,5,6,7 }; int size = 10; int i; for (pi=arint, i=0; i < size; i++) printf(" %d ", arint[i]); } Flavio M. Strelow

  26. Cuidados... • Um ponteiro deve sempre apontar para um local válido antes de ser utilizado • Ex: #include <stdio.h> voidmain () { int i=10, *pi; *pi = i;/*erro ! pi nao tem endereco valido*/ } Flavio M. Strelow

  27. Ponteiros Genéricos • Um ponteiro genérico é um ponteiro que pode apontar para qualquer tipo de dado • Define-se um ponteiro genérico utilizando-se o tipo void: #include <stdio.h> void main (){ void *pv; nt x=10; float f=3.5; pv = &x; /* aqui pv aponta para um inteiro */ pv = &f; /* aqui, para um float */ } Flavio M. Strelow

  28. Ponteiros Genéricos • O tipo de dado apontado por um void pointer deve ser controlado pelo usuário • Usando um type cast (conversão de tipo) o programa pode tratar adequadamente o ponteiro #include <stdio.h> void main (){ void *pv; pv = &x; printf("Inteiro: %d\n", *(int *)pv); /*=> 10*/ pv = &f; printf("Real: %f\n", *(float *)pv); /*=> 3.5*/ } type cast Flavio M. Strelow

  29. Ponteiros e Strings • strings são vetores de caracteres e podem ser acessados através de char * EX.: voidmain () { char str[]="abcdef", *pc; for (pc = str; *pc != ‘\0’; pc++) putchar(*pc); } R: ==> abcdef • o incremento de pco posiciona sobre o próximo caracter (byte a byte) Flavio M. Strelow

  30. Ponteiros e Strings • operações sobre strings com ponteiros • Ex.: void StrCpy (char *destino, char *origem) { // *origem==0 encerra while while (*origem) { *destino=*origem; origem++; destino++; } *destino='\0'; }// na condição do while (*origem) e (*origem != ‘\0’) são equivalentes origem a b c d e \0 a b destino Flavio M. Strelow

  31. Ponteiros e Strings • variação de strcpy: void strcpy (char *destino, char *origem) { while ((*destino = *origem) != ‘\0’) destino++, origem++; } *destino='\0'; Flavio M. Strelow

  32. Vetores Multidimensionais • vetores podem ter diversas dimensões, cada uma identificada por um par de colchetes na declaração • Ex.: char matriz[5][10]; • declara uma matriz de 5 linhas e 10 colunas: • na memória, entretanto, os caracteres são armazenados linearmente: [0,0] [4,9] [4,9] [1,9] [0,9] [0,0] Flavio M. Strelow

  33. Vetor de Caracteres • Percorrendo vetor com ponteiro: #include <stdio.h> #define L 5 #define C 10 void main () { char matriz[L][C]; char *pc; int i; for (i=0, pc=matriz[0]; i < (L * C) ; i++, pc++) *pc = 'P'; for (i=0, pc=matriz[0]; i < (L * C) ; i++, pc++) printf("%c", *pc); } Flavio M. Strelow

  34. Vetor de Caracteres • Percorrendo vetor com índices: #include <stdio.h> #define L 5 #define C 10 void main () { char matriz[L][C]; int i, j; for (i=0, j=0; i<L; i++) for (j=0; j<C; j++) matriz[i][j] = 'P'; for (i=0, j=0; i<L; i++) for (j=0; j<C; j++) printf("%c", matriz[i][j]); } //as colunas (dimensões mais a direita) mudam mais rápido Flavio M. Strelow

  35. Vetor de Strings • Neste caso, cada elemento do vetor é um ponteiro para um caracter • Declaração: char *arstr[] = {"Joao", "Maria", "Antonio", "Zacarias", "Carlos"}; • arstr é um vetor de ponteiros para char, iniciado com os strings indicados Flavio M. Strelow

  36. J o a o \0 M a r i a \0 A n t o n i o \0 Z a c a r i a s \0 C a r l o s \0 Vetor de Strings • Comparando vetor de string com matriz de char char *as[]={"Joao","Maria","Antonio","Zacarias","Carlos"}; char ma[5][10]= {"Joao","Maria","Antonio","Zacarias","Carlos"}; Matriz (ma) Ponteiros (as) “Joao” “Maria” “Antonio” “Zacarias” “Carlos” Flavio M. Strelow

  37. Cuidados com Strings • É comum esquecer de alocar uma área para armazenamento de caracteres void main() { char *pc; char str[] = "Uma string"; strcpy(pc, str); /* erro! pc indeterminado */ ... } Flavio M. Strelow

  38. Ponteiros para Ponteiros • É possível definir ponteiros para ponteiros até um nível arbitrário de indireção • Ex: #include <stdio.h> void main () { char *pc; /* ponteiro para char */ char **ppc; /* ponteiro para ponteiro para char */ pc = "teste"; ppc = &pc; putchar(**ppc); /* ==> ‘t’ */ } Flavio M. Strelow

  39. Exemplo:Troca Variáveis - Ponteiros #include <stdio.h> void troca(int *, int *); int main(void){ int x, y; x = 3; y = 4; printf("main - x = %d, y=%d \n", x, y); troca(&x, &y); printf("main - x = %d, y=%d \n", x, y); } void troca(int *x, int *y){ int z; printf("troca - x = %d, y=%d \n", *x, *y); z = *x; *x = *y; *y = z; printf("troca - x = %d, y=%d \n", *x, *y); } Flavio M. Strelow

  40. Exercício 3 - Ponteiros Escreva uma função que receba três números reais (float) e reordene-os de forma decrescente. Teste sua implementação. Sugestão para protótipo da função: void ordena(float *a, float *b, float *c); Flavio M. Strelow

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