είκτες και Πίνακες Στην ενότητα αυτή θα µελετηθούν τα εξής επιµέρους θέµατα:

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "είκτες και Πίνακες Στην ενότητα αυτή θα µελετηθούν τα εξής επιµέρους θέµατα:"

Μέδουσα Δημητρίου
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 είκτες και Πίνακες Στην ενότητα αυτή θα µελετηθούν τα εξής επιµέρους θέµατα: Αριθµητική εικτών Πολυδιάστατοι πίνακες Πέρασµα παραµέτρων σε προγράµµατα C ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-1

2 είκτες (pointers) και διευθύνσεις είκτης είναι µια µεταβλητή που περιέχει τη διεύθυνση µιας άλλης µεταβλητής. είκτες χρηιµοποιούνται στη C γιατί Μερικές φορές είναι ο µόνος τρόπος για τη διατύπωση κάποιου υπολογισµού. Συνήθως οδηγούν σε πιο περιεκτικό και αποτελεσµατικό κώδικα. Η µνήµη είναι οργανωµένη ως µια σειρά κελιών, µε διαδοχική αρίθµηση, ή διευθύνσεις, που µπορούν να χρησιµοποιηθούν έναένα ή σε συνεχείς οµάδες. 1κελί τους ενός byte => char, 2 κελιά τους ενός byte => short, 4 κελιά του ενός byte => long. είκτης είναι µια οµάδα κελιών (2 ή 4) που µπορούν να κρατήσουν µια διεύθυνση. ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-2

Συνήθως οδηγούν σε πιο περιεκτικό και αποτελεσµατικό κώδικα.

3 είκτες και διευθύνσεις (συν.) Έστω c ένας int και p ένας δείκτη προς τον c. Στο επίπεδο της µνήµης, γραφικά, αυτό σηµαίνει:... p c Τελεστής διεύθυνσης: & ίνει τη διεύθυνση ενός αντικειµένου. π.χ. &c αποδίδει τη διεύθυνση του c. p = &c : έχει ως αποτέλεσµα ανάθεση στο δείκτη p τη διεύθυνση του c. Τελεστής Έµµεσης Αναφοράς: * Οταν εφαρµόζεται σε δείκτη προσπελάζει το αντικείµενο που δείχνει ο δείκτης. Το *p, έχει τιµή την τιµή του c. ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-3

χ. &c αποδίδει τη διεύθυνση του c. p = &c : έχει ως αποτέλεσµα ανάθεση στο δείκτη p τη διεύθυνση του c.

4 εíκτες και διευθύνσεις (συν.) ήλωση δείκτη: π.χ. τύπος *όνοµα_µεταβλητής int *p; int foo(char *); Εποµένως ένας δείκτης δείχνει σε αντικείµενα κάποιου συγκεκριµένου τύπου δεδοµένων. (εξαίρεση: δείκτης σε void) Προσοχή στη χρήση του *!! a*b; (Τελεστής γινοµένου) int *p; ( ήλωση είκτη) x = *p + 1; (Τελεστής Έµµεσης Αναφοράς) ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-4

αντικείµενα κάποιου συγκεκριµένου τύπου δεδοµένων.

5 Παρáδειγµα µε δείκτες int x = 1, y = 2, z[10]; int *ip, *iq; ip = &x; /* o ip δείχνει τώρα την x */ *ip = *ip + 1; /* η µεταβλητή που δείχει o ip (η x) αυξάνεται κατά 1 */ y = *ip + 3; /* η y παίρνει την τιµή 5 */ *ip = 0; /* η x παίρνει την τιµή 0 */ ip = &z[6]; /* o ip δείχνει τώρα τo z[6] */ iq = ip; /*o iq δείχνει εκεί που δείχνει και ο ip */ ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-5

παίρνει την τιµή 5 */ *ip = 0; /* η x παίρνει την τιµή 0 */ ip = &z[6]; /* o ip δείχνει τώρα τo

6 είκτες και ορίσµατα συναρτήσεων Όταν µια συνάρτηση καλεί µια δεύτερη συνάρτηση, η κληθείσα συνάρτηση δεν έχει άµεσο τρόπο να αλλάξει την τιµή µιας µεταβλητής στην καλούσα συνάρτηση. (εξαίρεση;) Για να πετύχουµε µια τέτοια αλλαγή, τότε θα πρέπει η καλούσα συνάρτηση να µεταβιβάσει στην κληθείσα δείκτες προς οποιεσδήποτε τιµές πρέπει να αλλαχθούν. Παράδειγµα: Να γράψετε µια συνάρτηση η οποία να έχει σαν αποτέλεσµα την εναλλαγή δύο στοιχείων. void swap1(int x, int y){ int temp; temp = x; x = y; y = temp; } Λάθος! Καλώντας την συνάρτηση ως swap1(a,b) δεν θα έχει καµιά επίδραση στις τιµές των a και b. ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-6

(εξαίρεση;) Για να πετύχουµε µια τέτοια αλλαγή, τότε θα πρέπει η καλούσα συνάρτηση να µεταβιβάσει στην κληθείσα δείκτες προς οποιεσδήποτε τιµές πρέπει να

7 Παράδειγµα void swap(int *px, int *py){ int temp; } temp *px *py = *px; = *py; = temp; Η κλήση swap(&a, &b) θα έχει το επιθυµητό αποτέλεσµα: Αφού ο τελεστής & δίνει τη διεύθυνση µιας µεταβλητής, οι &a και &b είναι δείκτες προς τις µεταβλητές a και b. Οι παραµέτροι της swap δηλώνονται ως δείκτες και η προσπέλαση και ανταλλαγή των τιµών των a και b γίνονται µέσω των δεικτών αυτών. ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-7

είναι δείκτες προς τις µεταβλητές a και b.

8 είκτες και Πίνακες Στην C υπάρχει ισχυρός δεσµός ανάµεσα στους δείκτες και στους πίνακες. Οποιαδήποτε πράξη µπορεί να γίνει µε δείκτες πινάκων µπορεί να γίνει και µε δείκτες διευθύνσεων (και το δεύτερο είδος χρήσης είναι γενικά ταχύτερο). Έστω πίνακας int a[10]. H δήλωση αυτή ορίζει ένα µπλοκ 10 διαδοχικών αντικειµένων µε ονόµατα α[0], α[1],..., α[9]. Αν int *pa; τότε η ανάθεση pa = &a[0]; κάνει τον pa να δείχνει το µηδενικό στοιχείο του πίνακα. Αριθµητική δεικτών : Αν ο pa είναι δείκτης σε κάποια θέση του πίνακα, τότε οι pa ± i, pa++, pa-- είναι επίσης δείκτες pa + 1, pa++ δείκτης στο επόµενο στοιχείο του πίνακα από αυτό που δείχνει ο pa. pa + i, (pa i) δείκτης στο σηµείο του πίνακα που βρίσκεται i θέσεις µετά (πριν) από αυτό που δείχνει ο pa. ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-8

H δήλωση αυτή ορίζει ένα µπλοκ 10 διαδοχικών αντικειµένων µε ονόµατα α[0], α[1],..., α[9]. Αν int *pa; τότε η ανάθεση pa = &a[0]; κάνει τον pa να δείχνει το µηδενικό στοιχείο του πίνακα.

9 είκτες και Πίνακες (συν.) Έτσι, αν pa = &a[0], τότε για παράδειγµα, pa + 2 δείχνει στη δεύτερη θέση του πίνακα, δηλ. στο α[2]. *(pa + 2) έχει τιµή την τιµή της 2ης θέσης του πίνακα, δηλ. το α[2]. Έξ ορισµού, η τιµή µιας µεταβλητής τύπου πίνακα είναι η διεύθυνση του µηδενικού στοιχείου του πίνακα. Εποµένως αντί pa = &a[0] µπορούµε να γράψουµε pa = a. Tότε οι pa και a έχουν τις ίδιες τιµές και µπορούν να χρησιµοποιούνται η µια στη θέση της άλλης: Το a[i] είναι ταυτόσηµο µε τα *(pa +i) ή *(a + i) ή pa[i]. To &a[i] είναι ταυτόσηµο µε τα a+i, pa+i. ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-9

Έξ ορισµού, η τιµή µιας µεταβλητής τύπου πίνακα είναι η διεύθυνση του µηδενικού στοιχείου του πίνακα.

10 είκτες και Πíνακες (συν.) Προσοχή: ο δείκτης είναι µεταβλητή και έτσι pa = a και pa++ είναι έγκυρες εκφράσεις. Το όνοµα ενός πίνακα όµως δεν είναι µεταβλητή, εποµένως κατασκευές όπως α = pa και α++ δεν είναι έγκυρες! Ποιες από τις πιο κάτω εντολές είναι έγκυρες; int t[10], i = 5, *p; p = t; p[2] = 3; ++p; *p = 14; scanf( %d,&p[i+4]); *(t+i) = 33; ++t; ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-10

Το όνοµα ενός πίνακα όµως δεν είναι µεταβλητή, εποµένως κατασκευές όπως α = pa και α++ δεν είναι

11 εíκτες και Πíνακες (συν.) Όταν ένα όνοµα πίνακα µεταβιβάζεται σε µια συνάρτηση, f, αυτό που µεταβιβάζεται είναι η θέση του αρχικού στοιχείου, δηλαδή ένας δείκτης. Η f ανάλογα µε το τι την εξυπηρετεί µπορεί να θεωρήσει ότι της δόθηκε είτε ένας πίνακας, είτε ένας δείκτης και να τον χειριστεί αντίστοιχα. (Επίσης µπορεί να χρησιµοποιεί ταυτόχρονα και τους δύο συµβολισµούς.) Εργασία: Να γράψετε µια συνάρτηση που υπολογίζει το µήκος ενός αλφαριθµητικού. Μπορούµε να µεταβιβάσουµε σε µια συνάρτηση µόνο µέρος ενός πίνακα, µεταβιβάζοντας ένα δείκτη στην αρχή του υποπίνακα. π.χ. To f(&a[2]) µεταβιβάζει στην f τη διεύθυνση του υποπίνακα που ξεκινά από το στοιχείο α[2]. Μέσα στην f η δήλωση της παραµέτρου µπορεί να γραφεί ως f(int arr[]) {... } ή και f (int *arr) {... } ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-11

(Επίσης µπορεί να χρησιµοποιεί ταυτόχρονα και τους δύο συµβολισµούς.) Εργασία: Να γράψετε µια συνάρτηση που υπολογίζει το µήκος ενός αλφαριθµητικού.

12 εíκτες Χαρακτήρα και Συναρτήσεις Μια αλφαριθµητική σταθερά π.χ. I am a string, είναι ένας πίνακας χαρακτήρων. Η προσπέλασή του γίνεται µε χρήση δεικτών Στην εσωτερική αναπαράσταση ο πίνακας τερµατίζεται µε το µηδενικό χαρακτήρα 0. Εποµένως το µήκος που αποθηκεύεται είναι ίσο µε το µήκος της συµβολοσειράς + 1. Ποια η διαφορά µεταξύ των πιο κάτω ορισµών; char αmessage[] = now is the time ; char * pmessage = now is the time ; O πρώτος ορισµός ορίζει ένα πίνακα, αρκετά µεγάλο για να χωρέσει ακριβώς την ακολουθία χαρακτήρων. Οι χαρακτήρες µπορούν να αλλάξουν αλλά η αmessage θα αναφέρεται πάντα στον ίδιο χώρο αποθήκευσης. Η pmessage όµως είναι ένας δείκτης στον οποίο έχει δοθεί ως αρχική τιµή η δεδοµένη συµβολοσειρά. ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-12

Εποµένως το µήκος που αποθηκεύεται είναι ίσο µε το µήκος της συµβολοσειράς + 1.

13 Παράδειγµα Ζητούµενο: να γράψετε συνάρτηση που αντιγράφει ένα αλφαριθµητικό t στο αλφαριθµητικό s. Γιατί δεν είναι αρκετό να γράψουµε s=t ;;; Eκδοχή µε πίνακες: void strcopy (char *s, char *t) { int i; } i=0; while ((s[i] = t[i])!= /0 ) i++ ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-13

Γιατί δεν είναι αρκετό να γράψουµε s=t ;;; Eκδοχή µε πίνακες: void

14 Eκδοχή µε δείκτες 1: Παράδειγµα (συν.) void strcopy1 (char *s, char *t) { } while ((*s = *t)!= /0 ){ s++; t++; } Eκδοχή µε δείκτες 2: void strcopy2 (char *s, char *t) { } while ((*s++ = *t++)!= /0 ) ; ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-14

15 Παράδειγµα 2 Ζητούµενο: να γράψετε συνάρτηση που συγκρίνει τα αλφαριθµητικά s και t και επιτρέφει τιµή αρνητική/µηδενική/θετική αν το s είναι λεξικογραφικά µικρότερο/ίσο/µεγαλύτερο από το t. Eκδοχή µε πίνακες: void int(char *s, char *t) { int i; } for (i = 0; s[i] == t[i]; i++) if (s[i] == /0 ) return 0; return (s[i] - t[i]) ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-15

16 Eκδοχή µε δείκτες: Παράδειγµα 2 (συν.) void int (char *s, char *t) { } for ( ; *s == *t; s++, t++) if (*s == /0 ) return 0; return (*s - *t); ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 1-16

Σχετικά έγγραφα

ΑΠΟΣΠΑΣΜΑ Από το Πρακτικό της µε αριθµό 29 ης / 09 εκεµβρίου 2011 Συνεδρίασης της Οικονοµικής Επιτροπής ήµου Καβάλας

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΗΜΟΣ ΚΑΒΑΛΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΑΠΟΣΠΑΣΜΑ Από το Πρακτικό της µε αριθµό 29 ης / 09 εκεµβρίου 2011 Συνεδρίασης της Οικονοµικής Επιτροπής ήµου Καβάλας Αριθ. απόφασης 398/2011 ΠΕΡΙΛΗΨΗ