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Linguagem C : Ponteiros Material de apoio:

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1 Linguagem C : Ponteiros Material de apoio:

2  A memória do computador é uma sequência de bytes. Cada byte armazena um de 256 possíveis valores. Os bytes são numerados sequencialmente. O número de um byte é o seu endereço (= address).  Cada objeto na memória do computador ocupa um certo número de bytes consecutivos. No meu computador, um char ocupa 1 byte, um int ocupa 4 bytes e um double ocupa 8 bytes.  Cada objeto na memória do computador tem um endereço. Na maioria dos computadores, o endereço de um objeto é o endereço do seu primeiro byte. Endereços

3  O endereço de uma variável é dado pelo operador &.  Não confunda o uso de "&" com o operador lógico and, que em C se escreve "&&”.  Se i é uma variável então &i é o seu endereço.  Exemplo: O segundo argumento da função scanf é o endereço da posição na memória onde devem ser guardados os objetos lidos no dispositivo padrão de entrada: int i; scanf ("%d", &i); Endereços

4  Exemplo: char ccc; ccc = ‘z’;  Endereço da variável pode ser ccc = (valor hipotético). Neste caso &ccc é o endereço de ccc.  Portanto &ccc vale enquanto ccc vale ‘z’. Endereços

5  Para maiores informações referentes ao funcionamento do gerenciamento de memória de um computador recomendo a leitura do seguinte livro, em especial o capítulo 3. TANENBAUM, Andrew S.. Sistemas operacionais modernos. 3. ed. São Paulo: Pearson, p.  Para esta disciplina basta saber que o endereço de memória é um número tratado e fornecido pelo sistema operacional. Endereços

6  Um ponteiro é simplesmente uma variável que armazena o endereço de outra variável.  O ponteiro é um tipo de dado como int, char ou float.  Um ponteiro aponta para algo. Em programação, temos as variáveis armazenadas na memória, e um ponteiro aponta para um endereço de memória.  Imagine as variáveis como documentos, a memória do computador como pastas para guardar os documentos, e o ponteiro como atalhos para as pastas. Ponteiros

7  O maior problema em relação ao ponteiro é entender quando se está trabalhando com o seu valor (o endereço) e quando se está trabalhando com a informação apontada por ele.  Por ser um endereço, deve-se especificar que tipo de variável será encontrado na posição apontada pelo ponteiro. Assim é informado que foi criado um ponteiro para um inteiro, um ponteiro para uma estrutura ou um ponteiro para um arquivo. Ponteiros

8  Para declarar um ponteiro, especificamos o tipo da variável para a qual ele aponta e seu nome precedido por asterisco. Pode-se ter um ponteiro para qualquer tipo de variável possível em C.  Não confunda o uso de "*" com o operador de multiplicação! tipo * variável; int *a; /*ponteiro para inteiro */ char *b; /*ponteiro para um caractere */ float *e; /*ponteiro para um ponto flutuante */ Ponteiros

9  Um ponteiro pode ser utilizado de duas maneiras distintas: 1.Trabalhar com o endereço armazenado no ponteiro; 2.Trabalhar com a área de memória apontada pelo ponteiro.  Quando se quiser trabalhar com o endereço armazenado no ponteiro, utiliza-se o nome sem o asterisco na frente. Qualquer operação realizada será feita no endereço do ponteiro.  O mais indicado é trabalhar com área de memória indicada pelo ponteiro, alterando ou lendo o valor desta área. Coloca-se um asterisco antes do nome do ponteiro (*nome). Desta forma o compilador entenderá que deve ser acessada a memória e não o endereço do ponteiro. Ponteiros

10  Para acessar o endereço de uma variável, utilizamos o operador unário &. Ele retorna o endereço na memória de seu operando.  Por exemplo, se uma variável nome foi guardada no endereço de memória 1000, a expressão &nome valerá Ponteiros

11  A variável a contém o valor 1234 e o ponteiro p contem o endereço de a (&a). int a; int *p; p = &a; Também poderia ter sido inicializado assim: int *p = &a; Ponteiros

12  Cuidado! Você nunca deve usar um ponteiro sem antes inicializá-lo: int *p; *p = 9;  Nesse exemplo é manipulado um lugar desconhecido da memória. Ao compilar esse código, o compilador deverá dar uma mensagem de aviso; durante a execução, provavelmente ocorrerá uma falha de segmentação.  Caso interessante: um ponteiro r para outro ponteiro que apontará um inteiro é declarado assim: int **r; Ponteiros

13 Segmentation Fault:  Ocorre quando um programa tenta acessar um endereço na memória que está reservado ou que não existe. Especificador de conversão (%) errado:  Versões antigas do C aceitavam o especificador %d para endereços de ponteiros, as versões mais novas somente aceitam o especificador %p.  Todos os exemplos do capítulo 11 do livro do laureano utilizam a notação antiga. Cuidado! Erros

14 Exemplo (no Dropbox)

15 Uma função que troca os valores de duas variáveis inteiras, i e j. void troca (int i, int j) /* errado! */ { int temp; temp = i; i = j; j = temp; } Está errada, pois recebe apenas os valores das variáveis e não as variáveis propriamente ditas. A função recebe "cópias" das variáveis e troca os valores dessas cópias, enquanto as variáveis "originais" permanecem inalteradas. Ponteiros como parâmetros de funções

16  Para obter o efeito desejado, é preciso passar à função os endereços das variáveis. void troca (int *p, int *q) { int temp; temp = *p; *p = *q; *q = temp; }  Para utilizar a função diretamente: troca (&i, &j);  Para utilizar a função sem ponteiros na chamada:int *p, *q; p = &i; q = &j; troca (p, q); Ponteiros como parâmetros de funções

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18  É possível realizar as operações de soma e subtração do valor do ponteiro, ou seja, do endereço armazenado na variável.  A soma estará́ condicionada ao tamanho do tipo que o ponteiro aponta. Suponha que exista um ponteiro para um inteiro, que ocupa 4 bytes na memória. Ao se somar uma unidade neste ponteiro (+ 1) o compilador interpretará que se deseja somar um valor que permita acessar o próximo inteiro e irá gerar código para somar 4 unidades no endereço do ponteiro. Operações com Ponteiros

19  Supondo dois ponteiros inicializados p1 e p2: p1 = p2; Assim p1 aponta para o mesmo lugar que p2. Usar p1 será equivalente a usar p2. *p1 = *p2; Iguala os valores apontados. Alterara o valor apontado por p1 para o valor apontado por p2. Operações com ponteiros

20 p++; Incrementar o ponteiro. Ele passa a apontar para o próximo valor do mesmo tipo. Se o ponteiro é para um inteiro e é incrementado, passa a apontar para o próximo inteiro. (*p)++; Altera o valor apontado por p. Incrementa o conteúdo da variável apontada pelo ponteiro p. Operações com ponteiros

21 Quando é passado um vetor ou matriz como parâmetro, a linguagem C coloca o endereço na pilha. Pode-se então definir o tipo do parâmetro como um ponteiro e acessar a matriz dentro da função como se fosse um ponteiro: Ponteiros e Matrizes

22 Acessar um vetor como ponteiro e vice-versa é muito comum quando são utilizadas strings. Quando é definido um vetor de caracteres, pode-se acessá-lo através de um ponteiro para caractere. Este ponteiro estará sempre apontando para um único caractere da string e através de operações sobre o ponteiro (incremento ou decremento) pode-se caminhar no vetor. Ponteiros e Strings

23  Um ponteiro para uma função contém o endereço da função na memória.  Um nome de função é o endereço inicial na memória do código que realiza a tarefa da função.  Os ponteiros para funções podem ser passados para funções, retornados de funções, armazenados em arrays e atribuídos a outros ponteiros para funções.  Possibilita passar uma função como argumento para outra função. Ponteiros para funções

24 tipo_de_retorno (*nome_do_ponteiro)( ); ou tipo_de_retorno (*nome_do_ponteiro)(declaração_de_parâmetros);  No exemplo a seguir a função PrintString() usa uma função qualquer func para imprimir a string na tela. O programador pode então fornecer não só a string mas também a função que será usada para imprimi-la. No main( ) podemos atribuir, ao ponteiro para funções p, o endereço da função puts() do C. Ponteiros para funções

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26 1) Explique o código a seguir. #include int main () { int i; int vetorTeste[3] = {4, 7, 1}; int *ptr = vetorTeste; printf("%p\n", vetorTeste); printf("%p\n", ptr); printf("%p\n", &ptr); for (i = 0; i < 3; i++) { printf("O endereço do índice %d do vetor é %p\n", i, &ptr[i]); printf("O valor do índice %d do vetor é %d\n", i, ptr[i]); } return 0; } 2) Explique o seguinte código: #include int main() { int vetorTeste[3] = {4, 7, 1}; int *ptr = vetorTeste; int i = 0; while (ptr <= &vetorTeste[2]) { printf("O endereço do índice %d do vetor é %p\n", i, ptr); printf("O valor do índice %d do vetor é %d\n", i, *ptr); ptr++; i++; } return 0; } Exercícios

27 3) Faça um programa que calcule a circunferência do círculo e área do circulo usando ponteiros para funções. 4)Utilize ponteiros como parâmetros de função para escrever um programa que calcula o seno, cosseno, tangente e secante. Exercícios


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