Ponteiros para Matrizes

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9.6 – Ponteiros para Matrizes
Já vimos que podemos utilizar matrizes como parâmetros de funções e que não podemos utilizar matrizes como retorno de funções. Também já vimos que essa limitação pode ser superada graças ao fato das funções poderem alterar as matrizes que recebem como parâmetros. Assim, caso precisemos de uma função que some 20 à todos os elementos de uma matriz, não podemos criar uma função que retorne uma cópia da matriz alterada, mas podemos criar facilmente uma função que altere a própria matriz, utilizando a chamada por referência.
Isto acontece porque quando trabalhamos com funções, C++ trata o nome de uma matriz como o endereço de seu primeiro elemento. Assim:
matriz = = &matriz [0]
Assim, quando utilizamos uma matriz como parâmetro de um função, estamos na verdade enviando o endereço de seu primeiro elemento para a função, como numa chamada por referência. A partir deste endereço, a função tem acesso a todos os elementos da matriz, e pode fazer todas as alterações que precisar nesta matriz. Podemos utilizar o nome da matriz como se fosse um ponteiro: utilizando o asterisco para obter seu valor, e realizar operações de aritmética de ponteiros para acessar seus elementos. Entretanto, é mais fácil utilizar a matriz do modo que já conhecemos: utilizando o nome da matriz e o número do elemento entre chaves para acessar e alterar qualquer um de seus elementos. Abaixo explicaremos como funciona a aritmética dos ponteiros.
Já sabemos que um ponteiro é um valor que aponta para uma posição de memória específica. Se somar-se o valor 1 a um ponteiro, o ponteiro apontará para a próxima posição de memória. Se somar-se 5 ao valor de um ponteiro, o ponteiro apontará para a posição de memória de cinco posições adiante do endereço atual. No entanto, a aritmética de ponteiro não é tão simples quanto parece. Por exemplo, assuma que um ponteiro contenha o endereço 1000. Se fosse somado 1 ao ponteiro, poderia se esperar que o resultado fosse 1001. No entanto, o endereço resultante depende do tipo de ponteiro. Por exemplo, se fosse somado 1 a um ponteiro do tipo char (que contém 1000), o endereço resultante será 1001. Se fosse somado 1 a um ponteiro do tipo int (que requer dois bytes na memória), o endereço resultante será 1002. Quando incrementamos um ponteiro de um determinado tipo, o próprio compilador já faz a conversão de tipo para nós. Assim, podemos utilizar o incremento de um ponteiro para acessar os vários elementos de uma matriz de qualquer tipo. O programa abaixo utiliza a aritmética de ponteiros para acessar uma matriz. Cria-se um ponteiro que aponta para o endereço do primeiro elemento da matriz (lembre-se sempre que o nome de uma matriz indica o mesmo endereço de seu primeiro elemento), e a partir daí vamos incrementando este ponteiro para exibir todos os elementos da matriz. Inicialmente, incrementamos o ponteiro “manualmente” para ilustrar melhor o que estamos fazendo, mas podemos facilmente utilizar um laço for para incrementar o ponteiro e percorrer a matriz toda.
#include <iostream> using namespace std; int main() { int tabela[5] = { 20, 34, 58, 70, 125 }; int *ponteiro = tabela; cout << *ponteiro << endl; ponteiro++; cout << *ponteiro << endl; for (int i = 2; i < 5; i++){ ponteiro++; cout << *ponteiro << endl; } system("PAUSE > null"); return 0; }
O programa abaixo ilustra a criação de duas funções que utilizam matrizes. As duas funções fazem a mesma coisa (organizar uma matriz em ordem crescente), mas a primeira função trata a matriz como um ponteiro, enquanto que a segunda trabalha com a matriz do modo já conhecido. Os dois métodos são válidos e tem sua utilidade, mas de modo geral é mais simples e recomendável utilizar matrizes do modo já estudado.
#include <iostream> using namespace std; int ordenamatriz( int matriz[], int tamanho) { int temp = 0; for (int i = 0; i < tamanho; i++){ for (int j = i; j < tamanho; j++){ if (matriz[j] < matriz [i]) { temp = matriz[i]; matriz[i] = matriz[j]; matriz[j] = temp; } } } } int ordenaponteiro (int *matriz, int tamanho) { int temp = 0; for (int i =0; i < tamanho; i++) { for (int j = i; j < tamanho; j++){ if ( *(matriz + j) < *(matriz + i ) ) { temp = *( matriz + i ); *(matriz + i) = *(matriz + j); *(matriz + j) = temp; } } } } int main() { const int TAMANHO = 4; int sequencia[TAMANHO] = {27, 12, 42, -8}; int sequencia2[TAMANHO] = {21, -27, 1024, 42}; cout<<endl; ordenamatriz(sequencia, TAMANHO); ordenaponteiro(sequencia2, TAMANHO); cout <<"Sequencia ordenada 1: "; for (int i = 0; i < 4; i++) { cout << sequencia[i]<<" "; } cout<<endl; cout <<"Sequencia ordenada 2: "; for (int i = 0; i < 4; i++) { cout << sequencia2[i]<<" "; } cout<<endl; system("PAUSE > null"); return 0; }