PuntatoriPuntatoriin C e C++

La memoriaLa memoria• La memoria del calcolatore è suddivisa in due

parti:o Stack (statica)o Heap (dinamica)

• Nello Stack vengono immagazzinate tutte le variabili

• Es int x;o riserva sullo stack due byte per la variabile x

• L’allocazione sullo stack è statica (non è possibile modificare il numero di byte assegnati a una variabile)

HeapHeap• E’ una memoria dinamica • Il programmatore può allocare e deallocare la

memoria a suo piacimento.• La gestione diretta della memoria (allocazione e

deallocazione) è un'operazione molto delicata che, se compiuta in modo errato, può portare ad errori runtime spesso difficili da individuare.

• La gestione dell'Heap avviene tramite i puntatori.

PuntatorePuntatore• Una variabile puntatore è una variabile che contiene l'indirizzo di memoria di un'altra

variabile.• Utilità dei puntatori:

o Nelle funzioni (passaggio per referenza, che permette la modifica degli argomenti in input);

o Per l’allocazione dinamica della memoria (definizione di strutture dati di dimensione variabile)

• La dichiarazione di una variabile puntatore definisce il tipo della variabile puntata, la specifica di puntatore (*) e il nome della variabile

• Es: int *px;o dichiara una variabile px che è un puntatore a un intero

• In C++, per conoscere l'indirizzo di una variabile, è sufficiente far precedere al nome della variabile l'operatore &.

• Esempio:int *px; // px è un puntatore a un int

int x; // x è una variabile int

px = & x; // px punta alla zona di memoria di x

Operare con i Operare con i puntatoripuntatori

• Dichiarazione e definizione di un puntatore che punta a una locazione di memoria contenenti un certo tipo di dato:

• tipo *nome_variabile• es. int *x; char *y;• & (operatore unario che restituisce l’indirizzo di memoria

dell’operando)• Es. se la variabile n è allocata all’indirizzo 1200.• Dopo l’esecuzione dell’istruzione:• x=&n• il valore di x è 1200.

Operazioni con i Operazioni con i puntatoripuntatori

• Dopo l’istruzione px=&x si crea un’associazione fra le due variabili

• x=5 e *px=5 risultano equivalenti: inseriscono il valore 5 nella zona di memoria riservata a x

int a = 5;int b = 8;int* pa = &a;int* pb = &b;

5a

8b

pa

pb

EsempioEsempio#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

int a; // a è un intero

int *aPtr; // aPtr è un puntatore a un intero

a = 7;

aPtr = &a; // aPtr punta allo stesso indirizzo di a

cout << "Indirizzo di a: " << &a << " Valore di aPtr " << aPtr << endl;

cout << "Valore di a: " << a << " Valore di *aPtr: " << *aPtr << endl;

cout << "Notare che * e & sono uno l'inverso dell'altro" << endl;

cout << "&*aPtr = " << &*aPtr << " *&aPtr = " << *&aPtr << endl;

}

OperatoriOperatori• * (operatore unario che restituisce il valore della locazione

di memoria puntata dall’operando).• Es. se la variabile x ha come valore 1200, e la locazione

1200 contiene il valore 555.• Dopo l’esecuzione dell’istruzione: y=*x;• Il valore di y è 555.• I puntatori possono essere confrontati tra di loro• * è il complemento di &.int x,y; int x,y;

int *p; è equivalente a y=x;p=&x;

y=*p;

Allocazione dinamica Allocazione dinamica della memoria in Cdella memoria in C

• malloc() alloca porzioni contigue di memoria e restituisce l’indirizzo della locazione iniziale

• void *malloc(numero di byte)

• free() libera porzioni di memoria • void free(void *p)

Es.char *p;p=malloc(1000);alloca 1000 byte in sequenza e p punta alla locazione iniziale.

• La zona di memoria allocata attraverso malloc si trova in un'area di memoria speciale, detta heap (memoria dinamica).

Allocazione dinamica Allocazione dinamica della memoria in C++della memoria in C++• new <tipo>• alloca nella memoria heap un certo numero di byte

sufficienti a contenere un dato di tipo <tipo> e restituisce l’indirizzo del primo byte

• Es: int *px; px=new int; //alloca due byte• new <tipo>[<dimensione>]• alloca un array• Es: int *pv; pv=new int[20]; // alloca 20 interi (40

byte)• delete <variabile puntatore>• dealloca la memoria puntata dalla <variabile

puntatore>• Es: delete px;

NULLNULL• La costante NULL è di tipo void* (quindi

compatibile con tutti i tipi puntatore)• indica un puntatore che non punta a nulla: non

può essere dereferenziato

Esempio – vettore Esempio – vettore dinamicodinamico

int dimesione,i;

int *vet; //sarà l’array dinamico

cout << "Dimensione dell’array da allocare: “;

cin >> dimensione);

vet = new int(dimensione); // allocazione del vettore

// esempio di inserimento valori

for(i=0;i<dimensione;i++)

{

cout << "Inserisci elemento v[" << i << "] ";

cin >> vet[i];

}

Puntatori a strutturePuntatori a strutture• Esempio di struttura:

struct punto { double x; double y;};struct punto p1;struct punto *pun;pun=&p1;

• Notazione errata*p1.x=5;

• Notazione corretta  (*p1).x=5;• Notazione migliore  p1->x=5;

Aritmetica dei Aritmetica dei puntatoripuntatori

• L’aritmetica dei puntatori si riferisce a un insieme di operazioni aritmetiche applicabili sui valori di tipo puntatore.

• Le operazioni hanno lo scopo di consentire l'accesso a collezioni di dati omogenei conservati in posizioni contigue di memoria (esempio array).

• L'aritmetica dei puntatori è tipica del linguaggio C ed è stata mantenuta in alcuni linguaggi derivati (è presente per esempio in C++ ma non in Java).

Aritmetica dei Aritmetica dei puntatori in Cpuntatori in C

• L'aritmetica dei puntatori del C è basata su tre operatori fondamentali, accompagnati da un certo numero di altri operatori la cui semantica è derivata da quella degli operatori principali:

• + operatore binario di somma di un puntatore e un intero o derivato: ++ operatore unario di autoincremento di un puntatoreo derivato: += operatore di assegnamento con somma

• - operatore binario di differenza fra due puntatori• - operatore binario di sottrazione di un intero da

un puntatore o derivato: --operatore unario di autodecremento di un puntatoreo derivato: -= operatore di assegnamento con differenza