INE5408 Estruturas de Dados Alocação Dinâmica de Memória.

INE5408 Estruturas de Dados Alocação Dinâmica de Memória

As Funções de Alocação Dinâmica de Memória em "C++" Alocação Dinâmica é um meio pelo qual o programa pode obter memória enquanto está em execução. Já visto até agora: –Constantes são "codificadas" dentro do código objeto de um programa em tempo de compilação. –Variáveis globais (estáticas) têm a sua alocação codificada em tempo de compilação e são alocadas logo que um programa inicia a execução. –Variáveis locais em funções (ou métodos) são alocadas através da requisição de espaço na pilha (stack).

abab 10010101...10010101... "Essa aula é... "Será mesmo.. "Essa aula é... "Será mesmo.. Sistema Operacional HeapPointer Início da Área Alocável StackPointer Início da Pilha Topo da Memória Base da Memória P r o g r a m a Variáveis estáticas Código objeto Constantes #include char *a, *b; int func_A () { int local1, local2; … } void func_B () { int localA, localB; localA = func_A(); localB = func_A(); } main () { a = "Essa aula é legal"; b = "Será mesmo?" func_B(); }

abab 10010101...10010101... "Essa aula é... "Será mesmo.. "Essa aula é... "Será mesmo.. Sistema Operacional HeapPointer Início da Área Alocável StackPointer Início da Pilha Topo da Memória Base da Memória Variáveis estáticas Código objeto Constantes #include char *a, *b; int func_A () { int local1, local2; … } void func_B () { int localA, localB; localA = func_A(); localB = func_A(); } main () { a = "Essa aula é legal"; b = "Será mesmo?" func_B(); }

abab 10010101...10010101... "Essa aula é... "Será mesmo.. "Essa aula é... "Será mesmo.. Sistema Operacional HeapPointer Início da Área Alocável StackPointer Início da Pilha Topo da Memória Base da Memória Variáveis estáticas Código objeto Constantes #include char *a, *b; int func_A () { int local1, local2; … } void func_B () { int localA, localB; localA = func_A(); localB = func_A(); } main () { a = "Essa aula é legal"; b = "Será mesmo?" func_B(); } &main-#3 localA localB

abab 10010101...10010101... "Essa aula é... "Será mesmo.. "Essa aula é... "Será mesmo.. Sistema Operacional HeapPointer Início da Área Alocável StackPointer Início da Pilha Topo da Memória Base da Memória Variáveis estáticas Código objeto Constantes #include char *a, *b; int func_A () { int local1, local2; … } void func_B () { int localA, localB; localA = func_A(); localB = func_A(); } main () { a = "Essa aula é legal"; b = "Será mesmo?" func_B(); } &main-#3 localA localB &func_B-#2 local1 local2

abab 10010101...10010101... "Essa aula é... "Será mesmo.. "Essa aula é... "Será mesmo.. Sistema Operacional HeapPointer Início da Área Alocável StackPointer Início da Pilha Topo da Memória Base da Memória Variáveis estáticas Código objeto Constantes #include char *a, *b; int func_A () { int local1, local2; … } void func_B () { int localA, localB; localA = func_A(); localB = func_A(); } main () { a = "Essa aula é legal"; b = "Será mesmo?" func_B(); } &main-#3 localA localB &func_B-#3 local1 local2

abab 10010101...10010101... "Essa aula é... "Será mesmo.. "Essa aula é... "Será mesmo.. Sistema Operacional HeapPointer Início da Área Alocável StackPointer Início da Pilha Topo da Memória Base da Memória Variáveis estáticas Código objeto Constantes #include char *a, *b; int func_A () { int local1, local2; … } void func_B () { int localA, localB; localA = func_A(); localB = func_A(); } main () { a = "Essa aula é legal"; b = "Será mesmo?" func_B(); }

Alocação Dinâmica em "C++" A memória alocada pelas funções de alocação dinâmica é obtida do heap. –O heap é a região de memória livre que se encontra entre o programa (com a área de armazenamento permanente) e a pilha (stack). –O tamanho do heap é, a princípio, desconhecido do programa. "C++" possui dois operadores básicos para gerência de memória: - aloca memória. –new(nº de bytes) - aloca memória. - libera memória. –delete(endereço) - libera memória.

Operador new Protótipo: void* operator new(size_t número_de_bytes); Detalhes : –devolve um ponteiro do tipo do tipo alocado para o início (1º byte) da área de memória alocada; –número_de_bytes é a quantidade de bytes alocada; –se a memória for alocada no topo do heap, o heapPointer é atualizado (incrementado de número_de_bytes ); –o tipo size_t é definido em stdlib.h.

char *p; int *q; main() { // Aloca 1000 bytes de RAM. p=(char *) operator new(1000); // Aloca espaço para 50 // inteiros. q = new int[50]; } Sist.Operacional 10010101... pq HeapPointer Topo da Área Alocável StackPointer Topo da Pilha Topo da Memória Base da Memória Variáveis estáticas Código objeto Constantes 1000 bytes 50*int = 200 bytes

Operador delete Protótipo: void delete( void *p ); Detalhes: –devolve memória previamente alocada ao sistema; –a memória devolvida é aquela que foi alocada com um ponteiro com o valor de p: o valor de p deve ser um valor que foi alguma vez retornado por new; não é possível alocar um vetor enorme e depois desalocar a parte dele que "sobrou“; –a gerência de buracos no heap é responsabilidade do sistema operacional.

Exercício: Lista com um vetor de Ponteiros para Strings Uma lista ordenada pode conter Strings de qualquer comprimento < 10000; esta lista tem um número de elementos máximo fixo (100) e é implementada como um vetor de ponteiros para Strings; –utilize as rotinas de lista com vetor que você implementou para a agenda. Um novo String é lido primeiramente para dentro de uma variável auxiliar qualquer; –então é alocada memória para exatamente o seu tamanho e ele é copiado para esta área. Para copiar um String utilize strcpy(); –por fim um lugar na lista é encontrado para ele. A posição escolhida do vetor de ponteiros da lista é instanciada através da atualização dos valores do ponteiro da posição do String na lista com o endereço do string.

Modelagem da estrutura 1 Lista com Vetor de Ponteiros Strings lidos do usuário e alocados no Heap S a b ã o \0 C o n s t i t u i r \0

Modelagem da Lista Pseudo-código: constantes MAXLISTA = 100; Classe Lista { // Vetor de ponteiros para caracter. caracter *dados[MAXLISTA]; inteiro último; };

Organização de memória para o exercício Sist.Operacional 10010101... HeapPointer Topo da Área Alocável StackPointer Topo da Pilha Topo da Memória Base da Memória Vetor de char* Código objeto Constantes str4str3str2str1 Espaço de variáveis locais alocado Var.Estáticas

Para verificar o comprimento de um String: –utilize a função strlen(); –esta função devolve o comprimento (em caracteres imprimíveis) de um string. –Protótipo: int strlen(char *p); #include char p[90] = "Carro"; main() { printf("%i", strlen(p)); } Imprime: 5

Para copiar um String: –utilize a função strcpy(); –esta função copia o conteúdo de um string (dado por um apontador) para a posição de memória dada por outro apontador. –Protótipo: char *strcpy(char *destino, char *fonte); #include char p[90] = "Carro"; char lata[20]; main() { strcpy(lata, p)); printf("s%", lata); } Imprime: Carro

Detalhes: Lista Ordenada com um vetor de ponteiros para Strings Como você não sabe o comprimento do String que o usuário vai digitar, use primeiro uma variável auxiliar grande (10000 posições) para guardar o que foi digitado; Todas os métodos de lista ordenada implementadas anteriormente devem ser reimplementadas para utilizar estes Strings; para a leitura de um String utilize scanf("%s", entrada).

Exercício 2: Trabalho com Passagem de Parâmetros Agora você vai fazer um programa que manipula mais de uma lista; como aplicação imaginemos um sistema de contabilidade simples; você vai ter um Plano de Contas constituído por duas listas: débitos e créditos; o mesmo conjunto de Classes (que você já implementou) vai poder ser utilizado para isso.

Modelagem de um Lançamento Cada lista de débitos ou créditos é constituída por lançamentos. Cada lançamento possui: –um valor real (positivo); –um nome. Por exemplo, “Pagar proteção à Mafia” Estrutura: Classe Lançamento { caracter * nome; real valor; };

Modelagem de um tipo Lista para Débitos ou Créditos Pseudo-código: constantes MAXLISTA = 100; Classe ListaContábil { Lançamento dados[MAXLISTA]; inteiro último; };

Usando (pseudo-código) Crie variáveis globais: ListaContábildébitos, créditos; Passe estas variáveis como parâmetros por referência: adiciona( & débitos, nomeLanc, valorLanc); Cabeçalho: Inteiro FUNÇÃO adiciona(tListaContábil *plano; caracter *nome; real valor); Importante: nome é passado como ponteiro para caracter. Use um buffer global para ler o nome do lançamento do usuário.

Modelagem da estrutura 1 Lista de débitos ou de créditos com Vetor de Estruturas do tipo Lançamento Strings lidos do usuário e alocados no Heap S a b ã o \0 P a s s a g e n s \0 R$ 5,00 R$ 505,00

Usando (código “C++”) Referencie diferentemente se estiver usando ponteiros para a lista ou a lista diretamente: ListaContabil debitos, creditos; debitos.dados[2].valor = 5.0; strcpy(debitos.dados[2].nome, buffer); Dentro das funções: Suponha: ListaContabil * ponteiro e ponteiro = &debitos; ponteiro->dados[2].valor = 5.0; strcpy(ponteiro->dados[2].nome, buffer);

Headerfile: como garantir Inclusão Única // Arquivo: pilha.h #ifndef EstruturaDaPilha #define EstruturaDaPilha // Definir uma estrutura para a pilha. class estruturaDaPilha { int topo; int dados[MAXPILHA]; }; // Define um tipo que tem a estrutura da // pilha. #endif

Headerfiles: Importante A diretiva de compilação #ifndef (if not defined) diz que aquela área de código fonte entre o #ifndef e o #endif somente será levada em conta pelo compilador se o argumento de #ifndef ainda não houver sido definido na mesma sessão de compilação no escopo de um módulo; isso garante que código que a gente "por via das dúvidas" inclui mais de uma vez em um módulo não seja considerado duas vezes; um exemplo de como isto é útil está na diretiva #include que está presente tanto em pilha.h quanto em pilha.cpp e em aplic.cpp; como aplic.cpp carrega pilha.h "para dentro" de si mesmo, carregará também stdio.h. Como está explicitamente também carregando stdio.h, se não houver uma diretiva #ifndef em stdio.h, ele terá o mesmo código existente em stdio.h duas vezes.

Classe: lista.h #ifndef Lista #define Lista class Lista { char *elemento[30]; int ultimo; int max; }; #endif

Módulo: lista.cpp #include #include “lista.h” Lista::Lista() { max = 30; ultimo = -1; } Lista::~Lista() { // Libera memória ocupada pelos Strings. delete[] elemento; }

Exercício de Implementação 4 Implementação de um programa com número variável de filas com vetores alocadas dinamicamente usando classe lista com vetor. Este trabalho é bem fácil porque você já implementou praticamente tudo o que precisa. Só tem agora que modificar um pouco a forma de gerenciar os seus dados. Tome a classe Fila com Vetor que você já implementou e crie um programa para gerenciar uma lista contendo um número variável e menor do que 20 desses objetos. Cada Fila deverá ter no máximo 20 posições.

INE5408 Estruturas de Dados Alocação Dinâmica de Memória.

Apresentações semelhantes

Apresentação em tema: "INE5408 Estruturas de Dados Alocação Dinâmica de Memória."— Transcrição da apresentação:

Apresentações semelhantes

Sobre projeto

Feedback

Login

Autorizar-se através da rede social:

INE5408 Estruturas de Dados Alocação Dinâmica de Memória.

Apresentações semelhantes

Apresentação em tema: "INE5408 Estruturas de Dados Alocação Dinâmica de Memória."— Transcrição da apresentação:

Apresentações semelhantes

Sobre projeto

Feedback