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Puntatori e gestione dinamica della RAM

Puntatori e gestione dinamica della RAM. Limiti della allocazione statica (array). 1 - SPAZIO ALLOCATO FISSO (gestione non ottimale RAM). Limiti della allocazione statica della RAM (array). 1 - GESTIONE NON OTTIMALE DELLA RAM. Per alcuni programmi la quantità di RAM

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Puntatori e gestione dinamica della RAM

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Presentation Transcript

  1. Puntatori e gestione dinamica della RAM versione 1.0 Gennaio 2012

  2. Limiti della allocazione statica (array) 1 - SPAZIO ALLOCATO FISSO (gestione non ottimale RAM) versione 1.0 Gennaio 2012

  3. Limiti della allocazione statica della RAM (array) 1 - GESTIONE NON OTTIMALE DELLA RAM Per alcuni programmi la quantità di RAM effettivamente utilizzata è MOLTO variabile Autocad, Word, PhotoShop, Excel … Usando gli array il programmatore non avrebbe altra possibilità che stare ‘largo’: dimensionarli pensando al caso peggiore (massima richiesta RAM) versione 1.0 Gennaio 2012

  4. Limiti della allocazione statica della RAM (array) 1 – GESTIONE NON OTTIMALE DELLA RAM Ma questo in ambienti multitask o multiutente significherebbe allocare molta più ram di quella necessaria = Minor numero di programmi che il sistema sarebbe in grado di gestire in contemporanea versione 1.0 Gennaio 2012

  5. Limiti della allocazione statica della RAM (array) 1 – GESTIONE NON OTTIMALE DELLA RAM Soluzione Un meccanismo per allocare in un certo istante esattamente la quantità di memoria che serve e per restituirla al sistema quando non serve più = puntatori + malloc() + sizeof() + free() versione 1.0 Gennaio 2012

  6. malloc() – memory allocation malloc(numero_byte_richiesti) Chiede al s.o. uno spazio contiguo di byte Se la richiesta viene soddisfatta viene restituito l’indirizzo di inizio del blocco ‘prenotato’ (problema: dove memorizzarlo?) NB: se non c’è abbastanza memoria malloc() restituisce null versione 1.0 Gennaio 2012

  7. 0 1 2 3 … 0x19AF2 malloc(1000) 1000 byte riservati! Il sistema trova spazio a partire dall’indirizzo 0x19AF2 Per scrivere e leggere in questi 1000 byte il programmatore ha bisogno di memorizzare l’indirizzo in una variabile. int, float e double non vanno bene Esiste il tipo apposito reference (puntatore) RAM versione 1.0 Gennaio 2012

  8. char* pChar; pChar (o un qualsiasi altro nome di variabile) viene in questo modo definita come un puntatore a char. Più correttamente dovremmo inizializzarla: char* pChar = NULL; 0 1 2 3 … 0x19AF2 1000 byte riservati! RAM versione 1.0 Gennaio 2012

  9. char* pChar=NULL; E’ molto importante che un puntatore che al momento non sta individuando nessun blocco di memoria abbia il valore NULL. Consente un uso sicuro: if (pChar) //se valido … 0 1 2 3 … 0x19AF2 1000 byte riservati! RAM versione 1.0 Gennaio 2012

  10. NULL char* pChar=NULL; Situazione prima di aver memorizzato un indirizzo valido in pChar: pChar 0 1 2 3 … RAM versione 1.0 Gennaio 2012

  11. char* pChar=NULL; pChar = (char*) malloc (1000); Situazione dopo aver memorizzato un indirizzo valido in pChar: pChar 0 1 2 3 … 0x19AF2 *pChar 1000 byte riservati! RAM versione 1.0 Gennaio 2012

  12. pChar = (char*) malloc(1000); malloc() ‘non sa’ che tipo di valori verranno memorizzati nel blocco che ha riservato. Il valore restituito è quindi un puntatore ‘generico’ che va bene per qualsiasi cosa. E’ poi il programma che deve specificare come usare il blocco: per char? int? float? una struct? ? 0 1 2 3 … 0x19AF2 1000 byte riservati! RAM versione 1.0 Gennaio 2012

  13. pChar = (char*) malloc(1000); … utilizzo della memoria … free(pChar); pChar = NULL; free restituisce al s.o. il blocco di RAM ed è molto importante marchiare il puntatore come non più valido (NULL) 0 1 2 3 … RAM versione 1.0 Gennaio 2012

  14. Utilizzo della RAM allocata 0 1 2 3 … 0x19AF2 Iniziamo con un caso ancora più semplice: char* pChar = (char*) malloc(1); lo spazio in RAM è sufficiente esattamente per un carattere Come memorizzare ‘A’ in quello spazio? errore classico: pChar = ‘A’; Ci si sta dimenticando che pChar non è una variabile char ma l’indirizzo della variabile char! Un puntatore. CORRETTO *pChar = ‘A’ ‘A’ RAM versione 1.0 Gennaio 2012

  15. Utilizzo della RAM allocata *puntatore fa passare dall’indirizzo all’area puntata dall’indirizzo cout << “Dammi un carattere”; cin >> *pChar; cout << “Hai inserito “ << *pchar; Insomma, basta ricordarsi nell’uso di mettere davanti sempre l’asterisco… 0 1 2 3 … 0x19AF2 ‘A’ RAM versione 1.0 Gennaio 2012

  16. Utilizzo della RAM allocata questo rende evidente la differenza! char* pChar = (char*) malloc(1); *pChar = ‘A’; cout << “Indirizzo: “ << pChar << endl; cout << “Oggetto puntato: “ << *pChar << endl; versione 1.0 Gennaio 2012

  17. Puntatori a tipi semplici (int, float ecc.) sizeof(TIPO) p = (int *) malloc( sizeof(int) ); *p = 123; cout << “ - valore: “ << *p; Allo stesso modo si procederebbe con float, double, bool. Ma NON con string versione 1.0 Gennaio 2012

  18. Puntatori a tipi semplici sizeof(TIPO) cout << sizeof(char) << endl; cout << sizeof(int) << endl; cout << sizeof(float) << endl; cout << sizeof(double) << endl; versione 1.0 Gennaio 2012

  19. Puntatori a VETTORI Un vettore di 1000 interi p = (int *) malloc( 1000 * sizeof(int) ); E poi come lo usiamo? *p = 10; //lo accetta? cosa fa?? p E questi ?? versione 1.0 Gennaio 2012

  20. Puntatori a VETTORI Un vettore di 1000 interi p = (int *) malloc( 1000 * sizeof(int) ); p[0] = 10; //!! interessante !! DUALITA’ puntatori/vettori *p equivale a p[0] p E questi ?? *p oppure p[0] versione 1.0 Gennaio 2012

  21. Puntatori a VETTORI Ah, beh allora …. p = (int *) malloc( 1000 * sizeof(int) ); p[0] = 10; //!! interessante !! p[1] = -5; p[2] = … Insomma: dichiarazione a parte poi si fa come al solito!! Cicli compresi. p[0] p[1] … versione 1.0 Gennaio 2012

  22. Puntatori a VETTORI Ultima cosa speciale da sapere: i puntatori si possono incrementare ed il risultato è che si spostano in avanti a puntare gli elementi successivi p = (int *) malloc( 1000 * sizeof(int) ); *p = 10; *(p+1) = -5; *(p+2) = … In alcune situazioni torna comodo … *p *(p+1) … versione 1.0 Gennaio 2012

  23. Puntatori a VETTORI Si può anche modificare in modo permanente il valore ma bisogna stare attenti! p = (int *) malloc( 1000 * sizeof(int) ); *p = 10; p++; *p = -5; p++; *p = … Abbiamo perso l’indirizzo di inizio del vettore! ??? p versione 1.0 Gennaio 2012

  24. Puntatori a VETTORI Meglio farlo con una variabile ausiliaria: p = (int *) malloc( 1000 * sizeof(int) ); int* temp = p; //temp è una copia di p *temp = 10; temp++; *temp = -5; temp++; *temp = … p è rimasto ‘al sicuro’ p temp++ temp versione 1.0 Gennaio 2012

  25. Puntatori a STRUCT Le motivazioni addotte per i vettori di variabili semplici valgono, a maggior ragione, per i vettori di struct. Infatti una struct occupa più memoria di una variabile non strutturata . La cattiva gestione che ne conseguirebbe con un uso statico è quindi potenzialmente molto maggiore. Ma c’è un altro motivo … versione 1.0 Gennaio 2012

  26. Puntatori a STRUCT Applicazione6 Applicazione1 Sistema Operativo (o altro modulo sw che fornisce servizi) Applicazione5 risposta (return …) Applicazione2 Applicazione4 richiesta Informazioni struct creata al momento distrutta quando non serve più MOLTE!! Applicazione3 temp versione 1.0 Gennaio 2012

  27. Puntatori a STRUCT struct poesie { char poeta[40]; char titolo[100]; int anno; } Importante: per creare dinamicamente le struct non possiamo usare il tipo string ma vettori di caratteri; a parte questo rimangono disponibili i soliti meccanismi di input/output con cin e cout: cin/cout riferimento_alla_struct.poeta versione 1.0 Gennaio 2012

  28. Puntatori a STRUCT struct poesie { char poeta[40]; char titolo[100]; int anno; } p = (poesie *) malloc( sizeof(poesie) ); tutto molto logico visto che si vuole un puntatore ad un oggetto di tipo poesie e creare spazio per un oggetto dello stesso tipo… e l’utilizzo del puntatore ? versione 1.0 Gennaio 2012

  29. Puntatori a STRUCT Dobbiamo combinare l’uso del punto tipico dell’accesso alle variabili delle strutturecon l’uso dell’asterisco tipico dei puntatori: struct poesie { char poeta[40]; char titolo[100]; int anno; } p = (poesie *) malloc( sizeof(poesie) ); (*p).anno = 2005; Le parentesi in (*p) servono perchè altrimenti p. verrebbe trattato come una struct invece di un puntatore a struct. (*p) fa passare dal puntatore all’oggetto puntato, la struct; solo dopo questo passaggio si può usare il punto però … versione 1.0 Gennaio 2012

  30. Puntatori a STRUCT I progettisti del linguaggio si sono resi conto che la doppia sintassi è veramente pesante, tenuto anche in considerazione che l’uso di puntatori a struct è diffusissimo. Quindi … semplificazione! non solo (*p).anno = 2005; ma anche p->anno = 2005; versione 1.0 Gennaio 2012

  31. Puntatori a STRUCT Per i vettori di struct creati dinamicamente invece ci sono meno problemi: poesie* pPoesieVett = (poesie*) malloc(100 * sizeof(poesie) ); pPoe[4].anno = 2134; o anche: (*(p+4)).anno = 1234; //pesante … (p+4)->anno = 1234; //decisamente meglio! -> tratta in automatico l’espressione a sinistra come un puntatore a struttura e versione 1.0 Gennaio 2012

  32. Dai sorgenti di Doom3 … void Save( idSaveGame *savefile ) { …savefile->WriteInt( travelFlags ); … } La funzione Save riceve un puntatore (savefile) ad un oggetto idSaveGame,una struct che rappresenta il file su cui salvare il gioco. Con la OOP, che vedremo, una struct può anche contenere funzioni oltre che variabili. Con savefile->WriteInt(…)si sta richiamando il comando WriteInt(…) della struct puntata dal puntatore savefile temp versione 1.0 Gennaio 2012

  33. Dal sorgente consigliato da Google per usare Maps sui vostri siti con PHP … function GoogleMapAPI($map_id = 'map', $app_id = 'MyMapApp') { $this->map_id = $map_id; $this->sidebar_id = 'sidebar_' . $map_id; $this->app_id = $app_id; } Ora sapete cosa si sta facendo: $this è un puntatore ad oggetto (nella OOP si parla di classi e oggetti al posto di struct e variabili ma è lo stesso concetto) che contiene la variabile map_id. … vuoi vedere che anche per programmare con … servono queste cose?? versione 1.0 Gennaio 2012

  34. Un esempio di uso di FaceBook sui vostri siti, sempre con PHP class manage { private $entryId; function __construct($entryId) { $this->entryId = $entryId; } } … Memoria dinamica, puntatori a struct (oggetti) e OOP servono per tutte le cose più interessanti della programmazione WEB o non WEB. versione 1.0 Gennaio 2012

  35. Limiti della allocazione statica (array) 2a – molto poco efficiente per operazioni di inserimento spazio libero d parte del vettore da spostare (shift a destra) versione 1.0 Gennaio 2012

  36. Limiti della allocazione statica (array) 2b – molto poco efficiente per operazioni di cancellazione spazio libero parte del vettore da spostare (shift a sinistra) versione 1.0 Gennaio 2012

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