Глава 2. Адресная
арифметика.
«Структурные» типы
данных
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Факультет Информатика и системы управления
Кафедра Компьютерные системы и сети
Лектор: д.т.н., проф.
Иванова Галина Сергеевна
1
2.1 Указатели
Формат:
[<Изменяемость значения>][<Тип данных>][<Тип>]
[<Изменяемость указателя>]*<Имя>[=<Значение>];
ptrs
Пример:
1) short
a, *ptrs =&a;
2) const
short *ptrs;
3) short
*const ptrs=&a;
a
a
Неизменяемое значение:
можно ptrs = &b; нельзя *ptrs=10;
Неизменяемый указатель
можно *ptrs=10; нельзя ptrs = &b;
2
Операции над указателями
1. Присваивание
2. Разыменование
Примеры:
Примеры:
int a,*ptri,*ptrj; void *b;
int c, a=5,*ptri=&a;
1) ptri=&a;
void *b=&a;
2) ptri=NULL;
1)
c=*ptri;
3) ptri=ptrj;
2)
*ptri=125;
4) b=&a;
3)
*b=6; *(int*)b=6;
5) ptri=b; ptri=(int *) b;
Явное переопределение
типа указателя
Явное переопределение
типа указателя
3
Основное правило адресной арифметики
<Указатель> + n <Адрес> + n*sizeof(<Тип данных>)
Пример:
short a, *ptrs =&a;
1) ptrs++;
Значение
указателя
меняется
2)
Значение
указателя
меняется
ptrs+=4;
3) *(ptrs+2)=2;
Значение
указателя
не меняется!!!
4
Ссылки
int a, // переменная
*ptri=&a, // указатель
&b=a; // ссылка
…
a=3; *ptri=3; b=3;
ptri
a=b
4
Итак, ссылка тоже физически представляет собой адрес, но в
отличие от указателя при работе со ссылками не используется
операция разыменования.
5
2.2 Управление динамической памятью (С)
1. Размещение в памяти одного значения
Выделение памяти
void * malloc(size_t size);
Освобождение памяти
void free(void *block);
Пример:
int *a;
if ((a = (int *) malloc(sizeof(int))) == NULL){
printf("Not enough memory.");
exit(1);
}
*a=-244;
free(a);
6
Управление динамической памятью (С)
2. Размещение нескольких значений
Выделение памяти
void * сalloc(size_t n, size_t size);
Освобождение памяти
void free(void *block);
Пример:
int *list;
list = (int *) calloc(3,sizeof(int));
*list=-244;
list
*(list+1)=15;
*(list+2)=-45;
…
free(list);
4
4
4
7
Управление динамической памятью в С++
1. Одно значение
Операция выделения памяти
<Указатель> =new<Имя типа>[(<Значение>)];
Операция освобождения памяти
delete <Указатель>;
Примеры:
а) int *k;
k = new int;
*k = 85;
б) int *a;
if ((a = new int(-244)) == NULL){
printf("Not enough memory.");
exit(1); }
delete a;
8
Управление динамической памятью в С++ (2)
2. Несколько значений
Операция выделения памяти для n значений:
<Указатель> =new<Имя типа>[<Количество>];
Операция освобождения памяти:
delete [ ] <Типизированный указатель>;
Пример:
int *list;
list = new int [3];
*list=-244;
*(list+1)=15;
*(list+2)=-45;
delete[ ] list;
9
2.3 Массивы
Объявление массива:
<Тип элемента> <Имя>[<Размер1>] [<Размер2>] ...[=
{<Список значений >}];
Примеры:
1) int a[4][5];
2) short x[3][4] ={{9,6,-56,0}, {10,3,-4,78}, {-6,8,45,7}};
Примечания:
1) индексы массива всегда начинаются с 0;
2) многомерные массивы в памяти расположены построчно;
3) для адресации элементов массива независимо от способа
описания можно использовать адресную арифметику:
(list+i) &(list[i])
*(list+i) list[i]
10
Пример программы обработки массива
(Ex2_01)
#include "stdafx.h"
#include
#include
#define N 5
void main(int argc, char* argv[])
{
int a[N][N],i,j,s[N];
for(i=0; i
for (j=0; j
for(i=0;i
}
getch();
}
11
Многоуровневые ссылки (Ex2_02)
int m[]={1,2,3,4};
int *mp[]={m+3,m+2,m+1,m};
mp[0],*mp
mp[1],*(mp+1)
mp[2],*(mp+2)
mp[3],*(mp+3)
mp
m
1
2
3
4
(list+i) &(list[i])
*(list+i) list[i]
m[1],*(m+1)
или
mp[0][-2],
*(mp[0]-2),
*(*mp-2),
mp[1][-1],
*(mp[1]-1),
*(*(mp+1)-1)
12
2.4 Строки
Строка Паскаля
4
А
B
C
D
Длина
Строка С (С++)
А
B
C
D
Признак
конца
Строка в С и С++– последовательность символов, завершающаяся
нулем.
13
Объявление строки
Объявление строки
char <Имя>[<Объем памяти>] [= <Значение>];
Объявление указателя на строку
char *<Имя указателя>[= <Значение>];
Примеры:
а) char str[6];
б) char *ptrstr;
ptrstr=new char[6];
ptrstr
str
в) char str1[5] = {‘A’,’B’,’C’,’D’,’’};
г) char str1[ ] = “ABCD”;
д) char *str2 = “ABCD”;
14
Объявление и инициализация массивов строк
Массив указателей на строки
char * <Имя>[<Размер 1>] [= <Значение>];
Массив строк указанной длины
char <Имя>[<Размер 1>][Размер 2] [= <Значение>];
Примеры:
а) char * mn[4] = {“весна”, “лето”,”осень”,”зима”};
б) char ms[4][7] = {“весна”, “лето”,”осень”,”зима”};
15
Функции, работающие со строками
Библиотеки: string.h, stdlib.h
1) определение длины строки: size_t strlen(char *s);
2) конкатенация строк:
char *strcat(char *dest,const char *src);
3) сравнение строк:
int strcmp(const char *s1,const char *s2);
4) копирование строки src в dest:
char *strcpy(char *dest,const char *src);
5) копирование фрагмента dest строки src:
char *strncpy(char *dest,const char *src,size_t maxlen);
6) поиск символа c в строке s:
сhar *strchr(const char *s, int c);
7) поиск подстроки s2 в строке s1:
char *strstr(const char *s1, const char *s2);
8) поиск токенов в строке:
char *strtok(char *strToken,const char *strDelimit);
16
Функции, работающие со строками (2)
9) преобразование строки в целое число:
int atoi(const char *s);
10) преобразование строки в вещественное число:
double atof(const char *s);
11) преобразование числа в строку:
char *itoa(int value,char *s,int radix);
12) преобразование числа в строку:
char *_gcvt( double value, int digits,
char *buffer );
13) преобразование числа в строку:
char *_ecvt(double value,int count,int *dec,
int *sign);
count - количество цифр, dec,sign – позиции точки и знака
14) преобразование числа в строку:
char *_fcvt(double value,int count,int *dec,int *sign);
17
count - количество десятичных цифр
Пример преобразования числа в строку
#include "stdafx.h"
#include
#include
void main(
{ int
char
int
double
void )
decimal,
sign; // позиция точки и знака
*buffer;
precision = 10;
// точность
source = 3.1415926535;
buffer =_ecvt( source, precision, &decimal, &sign );
printf
("source: %12.10f buffer: '%s' decimal: %d sign:
%dn",
source, buffer, decimal, sign );
}
source: 3.1415926535 buffer: '3141592654' decimal: 1 sign: 0
18
Пример использования функции strtok (Ex2_03)
#include "stdafx.h"
#include
#include
char string[] = "A stringtof ,,tokensnand some
more tokens";
char seps[] = " ,tn", *token;
void main( void )
{ token = strtok( string, seps );
while( token != NULL )
{ printf( "%s ", token );
token = strtok( NULL, seps );
}
}
Результаты:
A string of tokens and some more tokens
19
Пример использования функций обработки строк
Петров Петр Петрович 1956 => Петров П.П. 50
#include
#include
#include
#include
#include
"stdafx.h"
(Ex2_04)
st
Петров Петр Петрович 1956
stres
.
Петров Петр
Петрович 1956
ptr1
int main(int argc, char* argv[])
{ char st[80],stres[80],strab[80],
*ptr1,*ptr2,*ptr3;
int old;
while ((puts("Input string or Ctrl_Z:"),
gets(st))!=NULL) {
strcpy(stres,st);
ptr1=strchr(stres,' ');
*(ptr1+2)='.';
20
Пример использования функций обработки строк (2)
ptr2=strchr(st,' ');
ptr2=strchr(ptr2+1,' ');
strncpy(ptr1+3,ptr2+1,1);
strncpy(ptr1+4,". ",3);
ptr3=strchr(ptr2+1,' ');
old=2006-atoi(ptr3+1);
strcat(stres,itoa(old,strab,10));
puts(stres); }
getch(); return 0;
}
st
Петров Петр Петрович 1956
ptr2
ptr2
ptr3
stres
.П . 50
Петров Петр
Петрович 1956
ptr1
21
2.5 Структуры
1. Объявление (Си)
struct [<Имя структуры>] {<Описание полей>}
[<Список переменных [и значений>]];
Примеры:
а) struct student { char name[22]; char family[22]; int old; };
struct student stud1={“Петр”, “Петров”, 19}, stud[10], *ptrstud;
б) struct { char name[22]; char family[22]; int old; } stud1, stud[10], *ptrstud;
2. Объявление (С++)
typedef struct {<Описание полей>} <Имя структуры>;
<Имя структуры> <Список переменных [и значений]>;
Пример:
typedef struct { char name[22]; char family[22]; int old; } student;
struct student stud1={“Петр”, “Петров”, 19}, stud[10], *ptrstud;
Имя переменной типа «структура» не является ее адресом !
22
Обращение к полям структуры
<Имя переменной>.<Имя поля>
<Имя массива>[<Индекс>].<Имя поля>
(*<Имя указателя>).<Имя поля> или
<Имя указателя> -> <Имя поля>
Примеры:
stud1.name
stud[i].name
(*ptrstud).name ptrstud -> name
23
Пример использования структуры (Ex2_05)
Программа определения среднего балла каждого студента и группы в
целом
#include "stdafx.h"
#include
#include
#include
typedef struct {
char name[10];
test
int ball;
} test;
name ball
typedef struct {
char family[22];
test results[5];
}student;
student
family
results[1]
results[3]
results[0]
results[2]
results[4]
24
Пример использования структуры (2)
int main(int argc, char* argv[])
{student stud[10]; int i,n=0; float avarstud,avarage=0;
while (puts("Input names, subjects and marks or end"),
scanf("n%s",stud[n].family),
strcmp(stud[n].family,"end")!=0) {
for (avarstud=0,i=0; i<3; i++)
{ scanf("n%s %d",stud[n].results[i].name,
&stud[n].results[i].ball);
avarstud+=stud[n].results[i].ball;}
printf("Average:%s=%5.2fn",
stud[n].family,avarstud/3);
avarage+=avarstud;
n++; }
printf("Group average mark=%5.2fn",avarage/n/3);
getch();
return 0;}
25
2.6 Объединения
union <Имя объединения> {
<Список элементов объединения>}
[<Список переменных [и значений]>];
Пример:
union mem
{
double d;
long l;
int k[2];
};
k[0]
k[1]
l
d
26
2.7 Динамические структуры данных (Ex2_06)
Пример. Стек записей.
#include "stdafx.h"
#include
#include
struct zap {char det[10];
float diam; zap *p; };
int main(int argc, char* argv[])
{
zap a,*r,*q,*f;
a det
r=new zap;
r->p=NULL;
puts("Input strings");
scanf("%s %fn",r->det,&r->diam);
diam
p
r
det
Гайка
diam
10
p
27
Динамические структуры данных (2)
while((scanf("n%s",a.det)),strcmp(a.det,"end")!=0)
{ scanf("%f",&a.diam);
q=r;
r=new zap;
strcpy(r->det,a.det);
r->diam=a.diam;
r->p=q;
}
r
r
det
a
det
diam
diam
p
q
det
Гайка
diam
10
p
p
28
Динамические структуры данных (3)
q=r;
do
{ if(q->diam<1)
{ if(q==r) {
r=r->p;
delete q;
q=r;}
else {
q=q->p;
delete f->p;
f->p=q;}
}
else {
f=q;
q=q->p;}
}
while(q!=NULL);
r
r
f
q
q
29
Динамические структуры данных (4)
q=r;
puts("Result");
if(q==NULL) puts("No information");
else do { printf("%s %5.1fn",q->det,q->diam);
q=q->p; }
while (q!=NULL);
return 0;
}
30
