v1 pokazivaci strukture - · PDF file1.3.2011 2 Pokaziva či Odjel za matematiku 3 Deklaracija pokaziva ča Pokaziva č nekog tipa je varijabla koja sadrži adresu neke varijable tog

1.3.2011

1

POKAZIVAČI

Odjel za matematiku 1

Pokazivači, dinamička alokacija memorije

VJEŽBE 1

Pokazivači


Ponovimo …

Svakoj varijabli u programu pridružena je memorijska lokacija (ili blok lokacija)čija veličina ovisi o tipu varijable.Svakoj memorijskoj lokaciji pridružena je jedinstvena adresa.

adresa varijable = adresa prve lokacije u bloku memorijskih lokacija kojipredstavljaju varijablu.

Varijabli se može pristupiti korištenjem:imena varijable — prevoditelj “zna” adresu,adrese varijable — pokazivačem na tu varijablu.

VJEŽBE 1

1.3.2011

2

Pokazivači


Deklaracija pokazivača

Pokazivač nekog tipa je varijabla koja sadrži adresu neke varijable tog tipa:

tip *p;

int *pi //pokaziva č tipa intchar *pc // pokaziva č tipa charfloat *f // pokaziva č tipa floatvoid *p //generi čki pokaziva č

*p=NULL //prazan pokaziva č

Primjer

VJEŽBE 1

Pokazivači


Operatori pokazivača

Adresni operator &x= //adresa varijable x

Operator referenciranja

*ptr= // vrijednost spremljena u memorijsku lokaciju na koju pokazuje ptr

VJEŽBE 1

1.3.2011

3

Pokazivači


Inicijalizacija pokazivača

int i=5; //cjelobrojna varijabla sa sadržajem 5int *pi=&i;

VJEŽBE 1

Pokazivači


Operacije nad pokazivačima

Dozvoljene operacije nad pokazivačima:� svakom pokazivaču možemo dodati ili oduzeti cijeli broj� oduzimanje pokazivača istog tipa� usporeñivanje pokazivača istog tipa relacijskim

operatorima

++px --px px + n px – n//px pokaziva č i n varijabla cjelobrojnog tipa

VJEŽBE 1

1.3.2011

4

Pokazivači


Primjer 1:

int main(){float x[]={1.0,2.0},*px=x; // px=&x[0]printf("Vrijednosti: x[0]=%g,x[1]=%g\n",x[0],x[1]);printf("Adrese: x[0]=%p, x[1]=%p\n",px,px+1);

}

Vrijednosti: x[0]=1.0,x[2]=2.0Adrese: &x[0]=0012FF44, &x[1]=0012FF48

Pristupanje elementima polja pokazivačem.

VJEŽBE 1

Pokazivači


Primjer 2:

#include <stdio.h>int main(void){

double x[] = {10.0, 20.0, 30.0, 40.0}, *px;px=&x[0];printf("%g, %g\n", *px+1, *px+2); /* 11, 12 */px=&x[0];printf("%g, %g\n", *px++, *px+2); /* 10, 22 */return 0;

}

Po pokazivačima i vrijednostima na koji pokazuju može se inkrementirati.

VJEŽBE 1

1.3.2011

5

Pokazivači


Primjer 3:

int d(int a[]) {int *pa = a;while (*pa != 0) ++pa;return pa - a; /* razlika pokazivaca */}-----------------------…-----------------------int x[5] = {3, 2, 0, 0, 4};...printf("%d\n", d(x)); //output: 2

Pokazivači istog tipa mogu se oduzimati.

VJEŽBE 1

Pokazivači i jednodimenzionalna polja


Neka je p bilo koji pokazivač osim generičkog.Onda p možemo interpretirati kao:

1. pokazivač na prvi element u polju odgovarajućeg tipa, p=&p[0]

2. Pristupanje ostalim elementima polja uključuje aritmetiku nad pokazivačem p.

Veza izmeñu aritmetike pokazivača i indeksiranja elemenata polja je :p+i=&p[i], *(p+i)=p[i]

gdje je i cijeli broj.

char *px, x[28]={‘a’,’b’,...,’z’};px = &x[0]; /* Isto kao px = x; */*(px + 3) = ’d’; /* Isto kao x[3] = ’d’; */px++; /* Isto kao px = &x[1]; */*(px + 1) = ’b’; /* Isto kao px[1] = ’b’;ekviv. s x[2] = ’b’; */*(px + 30) = ’z’; /* NIJE GRESKA,

ali prelazimo po memoriji! */

VJEŽBE 1

1.3.2011

6

Nizovi


Zadatak. 1 “Zbroj elemenata” primjenom pokazivača

Napravite program koji će za uneseni niz realnih podataka ispisati sumu njegovih elemenata primjenom pokazivača.

VJEŽBE 1

Pokazivači i funkcije


Polje može biti argument funkcije. Funkcija tada ne dobiva kopiju čitavog polja, već samo kopiju pokazivača na prvi element polja.

void funkcija(float v[]) ili void funkcija (float *v )

Zadatak 2 “Aritmetička sredina” primjenom pokazivača

Napravite funkciju koji će za uneseni niz realnih podataka ispisati aritmetičku sredinu njegovih podataka. Primjenite pokazivače.

VJEŽBE 1

1.3.2011

7

Pokazivači i funkcije


Osim pokazivača na osnovne tipove podataka postoje i pokazivači na funkcije.

int (*fptr)(int)

Definiran je pokazivač fptr na funkciju koja prima jedan int argument i vraća int vrijednost.

Primjer 3:

double integracija(double a, double b, double (*f)( double)){return 0.5*(b-a)*((*f)(a)+(*f)(b));}…printf("Sinus: %f\n",integracija(0,1,sin));…

VJEŽBE 1

Pokazivači i višedimenzionalna polja


Indeksiranje jednodimenzionalnog polja

Indeksiranje po dvodimenzionalnom polju:

VJEŽBE 1

1.3.2011

8

Pokazivači i stringovi


Analogija jednodimenzionalnog polja – string je niz tipa char.

Indeksiranje po stringu:

Primjer 4:

void strcpy(char *s, char *t){ //kopiranje stringov awhile((*s=*t)!='\0') {

s++;t++;}

}

VJEŽBE 1

Dinamička alokacija memorije


Rezerviranje memorije za objekte (varijable) može biti:� statički – prilikom definicije i inicjializacije varijabli memorija se

automatski rezervira. Nakon završetka programa memorija se oslobaña automatski.

� dinamički – proizvoljna veličina memorije može se staviti na raspolaganje varijablama i bude tako alocirana sve dok je eksplicitno ne oslobodimo.

VJEŽBE 1

1.3.2011

9

Dinamička alokacija memorije


Dinamička memorija – upotreba:- polja za koje nije unaprijed zadana dimenzija- dinamičke strukture: povezane liste, stabla, matrice …

Funkcije za alokaciju i delokaciju memorije su deklarirane u biblioteci <stdlib.h>:

- alokacija: funkcije malloc, calloc (C)operator new (C++)

- delokacija: funkcija free (C)operator delete (C++)

VJEŽBE 1

Dinamička alokacija u C-u


size_t cjelobrojni tip bez predznakan - ukupan broj bajtova koje treba rezervirati

Funkcija malloc rezervira blok memorije od n bajtova. Vraća:• pokazivač na rezervirani blok memorije, ili• NULL, ako zahtjev nije mogao biti ispunjen.

Vraćeni pokazivač je generički, tipa void* — prije upotrebe treba ga eksplicitno konvertirati u potrebni tip pokazivača (cast operatorom).

malloc

VJEŽBE 1

1.3.2011

10



Funkcija calloc rezervira blok memorije za spremanje:� nobj objekata, od kojih svaki pojedini objekt ima veličinu size , tj. ukupan broj

rezerviranih bajtova je nobj * size .� inicijalizira cijeli rezervirani prostor na nule, preciznije, na nul-znakove (’\0’).

Vraćeni pokazivač je generički, tipa void* — prije upotrebe treba ga eksplicitno konvertirati u potrebni tip pokazivača (cast operatorom).

calloc

VJEŽBE 1



double *p;p=(double *) malloc(128*sizeof(double)); // ili ...p = (double *) calloc(128, sizeof(double)); if(p==NULL) {printf("Greska: alokacija nije uspjela!");exit(-1);}

Primjer 5:

Alokacija bloka memorije od 128 objekata tipa double.

VJEŽBE 1

1.3.2011

11



Alociranu memoriju, nakon upotrebe, možemo osloboditi funkcijom free .

Funkcija free uzima pokazivač p na početak alociranog bloka memorije i oslobaña taj blok memorije.

Funkcija free ne mijenja pokazivač p. Nakon poziva free(p) ; taj pokazivač i dalje pokazuje na (sad) osloboñeni dio memorije i ne smije se koristiti.

Najbolje je odmah iza poziva free(p) ; staviti i p = NULL ;.

free

VJEŽBE 1

Dinamičko alokacija u C-u


Primjer 6:

#include<cstdlib>#include<stdio.h>

int main(){int *a;int i, n, zbroj;

printf("Upisi broj elemenata polja a: ");scanf("%d",&n);if ((a=(int*) calloc(n,sizeof(int)))==NULL){

printf("Alokacija nije uspjela"); exit(-1);}for (i=0;i<n;i++){

printf("Upisi element polja: ");scanf("%d",&a[i]);

}zbroj=0;for(i=0;i<n;i++)

zbroj=zbroj+a[i];printf("%d ",zbroj);free(a);}

Program dinamički stvori polje a tipa int s tim da se duljina polja nučitava. Ispisuje zbroj elemenata.

VJEŽBE 1

1.3.2011

12

Dinamičko alokacija u C++-u


float tip podatkan - ukupan broj bajtova koje treba rezervirati

Operator new rezervira blok memorije od n bajtova. Vraća:� pokazivač na rezervirani blok memorije, ili� NULL, ako zahtjev nije mogao biti ispunjen.

Ukoliko se ne može rezervirati memorijski prostor C++ podiže iznimku.

new

float *b=new float[n]

VJEŽBE 1



Operator delete osloboña rezervirani blok memorije od n bajtova. Premda vraća alocirane blokove memorije na ponovo raspologanje korisno je i pokazivač koji je pokazivao na alocirani memorijski sadržaj postaviti na NULL kako bi se izbjegli problemi memorijske redundancije.

delete

delete [ ]b;

delete [ ]b;b=NULL;

VJEŽBE 1

1.3.2011

13



Primjer 7:

#include<cstdlib>#include<iostream.h>int main(){

cout<<"Upisite n:";int i,n;cin>>n;float *a=new float[n];float suma=0;

cout<<"Upisite elemente polja: "<<endl;for(i=0;i<n;i++){

cin>>a[i];suma=suma+a[i]; }

cout<<"Zbroj elemenata polja je "<<suma;delete []a;system("PAUSE");

}

Program dinamički kreira polje a tipa float s tim da se duljina polja nučitava. Ispisuje zbroj elemenata.

VJEŽBE 1

Dinamička alokacija u C++-u


Primjer 8:

void matvec(float **A, float *b, float *x, int n){for(int i=0;i<n;i++){

float temp=0;for (int j=0;j<n;j++)temp=temp+A[i][j]*x[j];}

}int main(){

int n;int i;printf("Upisite n:"); scanf("%d",&n);float *b=new float[n];float *x=new float[n];for(i=0;i<n;i++) x[i]=i;

float **A; //A je pokazivac na pokazivac;A=new float*[n]; // alociraj spremanje za n pokaziv ačafor(i=0;i<n;i++)

A[i]=new float[n]; //alociraj spremanje za matricufor(i=0;i<n;i++) // inicijalizacija vrijednosti

for(int j=0;j<n;j++)A[i][j]=i+j;

matvec(A,b,x,n);printf("%3.2f %3.2f",&b[0],&b[1]); system("PAUSE");

}

Množenje matrice s vektorom.

VJEŽBE 1

1.3.2011

14

Zadaci


Napiši program koji će koristiti funkciju locate(s,c) gdje je s string, a c znak za koji želimo znati na kojem se mjestu stringu pojavio prvi puta.

Napiši C++ program koji će izračunati duljinu stringa pomoću funkcije strlen(const char* s) (Potrebno je definirati takvu funkciju)

Zadatak. 5.2: “strlen” u C++

Zadatak. 5.1: “Nadji znak” u C++

Napiši C++ funkciju strcat koja će za 2 stringa s1,s2 izvršiti konkatenaciju s2 na s1; char* strcat (char* sl, const char* s2)

Zadatak. 5.3: “strcat” u C++-u

VJEŽBE 1


STRUKTURE

Apstraktni tipovi podataka

VJEŽBE 1

1.3.2011

15

Strukture


Struktura je složeni tip podataka, kao i polje. Za razliku od polja, koje služigrupiranju podataka istog tipa, struktura služi grupiranju podataka različitih tipova.

Elementi (ili članovi) strukture mogu, ali ne moraju, biti različitog tipa i svaki element ima svoje posebno ime.

Uvod ...

Kako predstaviti na kompaktan način strukture podataka koje sadrže u

sebi različite tipove podataka?

Primjer: Baze podataka, povezane liste, kompleksni brojevi, ...

Odgovor: ADT – apstract data type

VJEŽBE 1

Deklaracija strukture


struct – rezervirana riječ, a ime je ime strukture, tip_1, tip_2, … tipovi podataka s pripadnim imenima varijabli

Primjer 1:

struct tocka{int x;int y;

}struct tocka p1,p2;

typedef struct {int x;int y;} Tocka;...Tocka t1, t2, *pt1;

Deklaracija

VJEŽBE 1

1.3.2011

16

Inicijalizacija strukture


struct – ključna riječ za definiciju strukture, racun je ime strukture, int, char, float tipovi podataka s pripadnim imenima varijabli

struct racun kupac = { 1234, "Pero Bacilova“,-12345 .00 };

struct racun kupci[] = { // polje ciji elementi su tipa struct kupac2234, "Goga", 456.00, 1235, "Josip", -234.00,436, "Martina", 0.00 };

struct racun {int broj_racuna;char ime[80];float stanje;};

Inicijalizacija

VJEŽBE 1

Inicijalizacija strukture


Struktura može u svojoj definiciji sadržavati i drugu strukturu:

struct pravokutnik {struct tocka pt1; /* ili Tocka pt1; */struct tocka pt2; /* ili Tocka pt2; */};

Deklaracija strukture tocka mora prethoditi deklaraciji strukture pravokutnik.

Članovima strukture se može pristupati membership operatorom .

struct tocka{int x;int y;

}struct tocka p1,p[10];

p1.x=1 //prvi clan od p1p2.y=0 //drugi clan od p1p[5].x=-2.3 //prvi clan petog

elementa polja tipa tocka

VJEŽBE 1

1.3.2011

17

Strukture i funkcije


Operacije nad strukturom kao cjelinom su:� Pridruživanje.� Uzimanje adrese, primjena sizeof operatora.� Struktura može biti argument funkcije, funkcija tada dobiva kopiju

strukture kao argument;� funkcija može vratiti strukturu.

struct tocka {int x;int y;} t, ishodiste = {0, 0};

struct tocka suma(struct tocka p1, struct tocka p2) {p1.x+=p2.x;p1.y+=p2.y;return p1;}

Primjer 2:

VJEŽBE 1

Strukture i pokazivači


Pokazivač na strukturu definira se kao i pokazivač na osnovne tipove varijabli.

struct tocka {int x;int y;} p1, *pp1;...pp1 = &p1;(*pp1).x = 13;(*pp1).y = 27;*pp1.x = 13; /* GRESKA *//* *pp1.x je isto sto i *(pp1.x) */// ILI …pp1->x = 13;pp1->y = 27;

Primjer 4:

Jednostavniji način korištenja pokazivača na strukture :

VJEŽBE 1

1.3.2011

18

Zadaci


Napišite program koji će definirati strukturu complex. typedef struct {

float re;float im;

} complex;

Definirajte slijedeće operacije nad strukturom:1. float modul(complex z) – funkcija koja vraća modul vrijednost

kompleksnog broja z.2. complex sum(complex z1,complex z2) – funkcija koja računa zbroj 2

kompleksna broja3. complex devide(complex z1,complex z2) – funkcija koja računa

kvocijent 2 kompleska broja4. complex power(complex z1, int n) – funkcija koja vraća n-tu potenciju

kompleksnog broja

Zadatak. 6.1: “Kompleksni broj” u C++

VJEŽBE 1

Primjena: Povezane liste


Uvod

Promotrimo slučaj gdje imamo vektor velike dimenzije s relativno malo elemenata različitih od 0:

Problem: veliki dio memorije rezerviran, relativno malo iskorišteno. Rješenje: spremati podatke na strukturu koja “pamti” samo unesene vrijednosti, ali dopuštati da je struktura dinamička (npr. zbrajanje vektora u mjestu).

VJEŽBE 1

1.3.2011

19



Povezane liste

Povezana lista – apstraktna struktura podataka u kojoj se objekti nalaze u linearnom poretku.Povezana lista je određena pokazivačem na sljedeći objekt – “samoreferentna struktura”, za razliku od polja koji ima direktan pristup elementima.

headhead pointer pointer pointer pointer

data data data data

VJEŽBE 1



Povezane liste

headhead pointer pointer pointer pointer

data data data data

Operacije nad (jednostrukom) listom:• PRETRAŽIVANJE LISTE - pronalaženje člana liste koji sadrži određeni podatak• UBACIVANJE U LISTU - novi član liste se ubacuje na početak liste ili po dogovoru• BRISANJE ČLANA IZ LISTE – izbacivanje odabranog člana iz liste

(Jednostruka) povezana lista se sastoji od:• elementi (podaci) liste – temelji tipovi podaka ili ADT• pokazivač na slijedeći član – pokazivač na sljedeći element liste.• pokazivač head na početak liste

VJEŽBE 1

1.3.2011

20



Vektor kao povezana lista // deklaracije strukture: node - clan listestruct node{node *next;int index;float value;};

int main(){node Node4={NULL,365,2.819};node Node3={&Node4,121,1.426};node Node2={&Node3,35,3.142};node Node1={&Node2,4,4.815};node *head = &Node1;

cout<<"index 4. clanu: "<<Node4.index<<endl; cout<<"Pocetak liste: "<<head->index;

}

Član liste definiramo kao strukturu:• pokazivač next na slijedeći član• vrijednosti indeksa• vrijednost koja se nalazi na indeksu

head&Node1 &Node2 &Node3 &Node4 NULL

head

Node1 Node2 Node3 Node4

4

4.815

35

3.142

121

1.426

365

2.819

VJEŽBE 1

Zadaci


Napiši program koji će definirati strukturu node na sljedeći način: struct node{

node *next;int index;float value;

};

i pripadne funkcije:1) node *member(node *head, int ind) – funkcija koja će vraćati

pokazivač na član liste koji sadrži indeks ind2) void PrintList(node *head) – procedura koja će nam ispisivati elemente

liste.3) void AddNode(node* &head, int ind, val) – procedura koja će nam

dodavati novi član s podacima s indeksom ind i vrijednosti val u listu u uzlaznom poretku. Pretpostavljamo da će lista sadržavati sve različite indekse.

4) void DelNode(node* &head, int ind, val) – procedura koja će brisati element s podacima s indeksom ind i vrijednosti val iz liste.

Zadatak. 7.1: Funkcije nad povezanom listom

VJEŽBE 1

Documents

v1 pokazivaci strukture - · PDF file1.3.2011 2 Pokaziva či Odjel za matematiku 3 Deklaracija pokaziva ča Pokaziva č nekog tipa je varijabla koja sadrži adresu neke varijable tog