Ponteiro e Alocação Dinâmica

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Ponteiro e Alocação Dinâmica
Prof. Rogério Colpani
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SUMÁRIO
Estrutura de Dados
Definição de ponteiros.
Declaração de ponteiros.
Os operadores de ponteiros.
Atribuição de ponteiros.
Inicialização de ponteiros.
Ponteiros e Matrizes.
Alocação Dinâmica.
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Estrutura de Dados
	Um PONTEIRO é uma VARIÁVEL que contém um ENDEREÇO DE MEMÓRIA.
Esse endereço, é normalmente a posição de uma outra variável na memória.
Se uma variável contém o endereço de outra, então a primeira variável é dita apontar para a segunda.
DEFINIÇÃO
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Estrutura de Dados
Endereço na
Memória
Variávelna
Memória
Variável
1000
1003
*p
1001
1002
1003
10
Soma
1004
1005
1006
DEFINIÇÃO
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Estrutura de Dados
Fornecem os meios pelos quais as funções podem modificar argumentos.
São usados para suportar as rotinas de alocação dinâmica.
Pode aumentar a eficiência de certas rotinas.
ALGUMAS RAZÕES PARA USAR PONTEIROS
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Estrutura de Dados
tipo *nome_da_variável;
DECLARAÇÃO DE PONTEIROS
int *res; // ponteiro para uma variável inteira.
float *div; // ponteiro para uma variável de ponto flutuante.
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Estrutura de Dados
OS OPERADORES DE PONTEIROS
Há DOIS operadores especiais de ponteiros:
&: operador unário que devolve o endereço na memória do seu operando. 
m = &count
Coloca em m o endereço de memória que contêm a variável count. Esse endereço é a posição interna ao computador da variável. O endereço não tem relação alguma com o valor de count.
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Estrutura de Dados
OS OPERADORES DE PONTEIROS
	O operador & pode ser imaginado como retornando “o endereço de.” Assim, o comando de atribuição anterior significa “m recebe o endereço de count”.
Endereço de
Memória
1996
2000
count
2004
2008
2012
2016
m= 2000
2020
int count = 100;
m = &count; // valor de m = 2000 
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Estrutura de Dados
OS OPERADORES DE PONTEIROS
*: é o complemento de &. É um operador unário que devolve o valor da variável localizada no endereço que o segue. 
O operador * pode ser imaginado como “no endereço”.
Se m contém o endereço da variável count e
 q = *m; 
coloca o valor de count em q. Portanto, q terá o valor 100, porque 100 estava armazenado na posição 2000, que é o endereço que estava armazenado em m.
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Estrutura de Dados
OS OPERADORES DE PONTEIROS
count = 100;
m = &count; // valor de m = 2000
int q = *m; // valor de q = 100
Endereço de
Memória
1996
2000
count
2004
2008
2012
2016
m= 2000
2020
Endereço de
Memória
1996
2000
count
2004
2008
q = 100
2012
2016
m= 2000
2020
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Estrutura de Dados
EXEMPLO
int a = 100;
int *p;
p = &a;
cout << &a; // 2000
cout << a; // 100
cout << p; // 2000
cout << *p; // 100
cout << &p; // 2016
Endereço de
Memória
1996
2000
a
2004
2008
2012
2016
p
2020
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Estrutura de Dados
ATRIBUIÇÃO DE PONTEIROS
int x;
int *p1, *p2;
p1 = &x;
p2 = p1;
cout << p2 // escreve o endereço de x.
Endereço de
Memória
1996
2000
x
2004
2008
p1 = 2000
2012
2016
p2 = p1
2020
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Estrutura de Dados
ARITMÉTICA DE PONTEIROS
ADIÇÃO
SUBTRAÇÃO
Vamos aprender por meio de um exemplo
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Estrutura de Dados
EXEMPLO
Seja p1 um ponteiro para um inteiro com o valor atual 2000.
Suponha que os inteiros são de 2 bytes.
Endereço de
Memória
1996
p1
1998
2000
2002
2004
2006
2008
p1++
Endereço de
Memória
1996
p1
1998
2000
2002
2004
2006
2008
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Estrutura de Dados
EXEMPLO
Endereço de
Memória
1996
p1
1998
2000
2002
2004
2006
2008
p1++
Endereço de
Memória
1996
p1
1998
2000
2002
2004
2006
2008
1996
p1
1998
2000
2002
2004
2006
2008
p1++
1996
p1
1998
2000
2002
2004
2006
2008
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Estrutura de Dados
EXEMPLO
Endereço de
Memória
1996
p1
1998
2000
2002
2004
2006
2008
p1--
Endereço de
Memória
1996
p1
1998
2000
2002
2004
2006
2008
1996
p1
1998
2000
2002
2004
2006
2008
p1--
1996
p1
1998
2000
2002
2004
2006
2008
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Estrutura de Dados
PONTEIROS E MATRIZES
int str[ ] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int *p1;
p1 = str;
cout << *(p1 + 1 ); // 2
cout << str[1]; // 2
Endereço de
Memória
1996
p1
2000
2004
1
2008
2
2012
3
2016
4
2020
5
str[0]
str[1]
str[2]
str[3]
str[4]
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Estrutura de Dados
ALOCAÇÃO DINÂMICA DE MEMÓRIA
Pilha
Heap
Variáveis Globais
Código do Programa
	Um programa ao ser executado divide a memória em 4 áreas:
CÓDIGO DO PROGRAMA: região onde contém o código do programa.
VÁRIÁVEIS GLOBAIS: região onde as variáveis globais são armazenadas.
HEAP: região de memória livre que o programa pode usar via alocação dinâmica.
PILHA: diversos usos durantes a execução do programa. Ela possui o endereço de retorno das chamadas de função, argumentos para funções e variáveis locais ...
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Estrutura de Dados
ALOCAÇÃO DINÂMICA DE MEMÓRIA
É o meio pelo qual um programa pode
obter memória enquanto está em execução.
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Estrutura de Dados
ALOCAÇÃO DINÂMICA DE MEMÓRIA
A alocação e liberação desses espaços de memória é feito por duas funções:
malloc ( ): aloca um espaço de memória.
free ( ): libera um espaço de memória.
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Estrutura de Dados
ALOCAÇÃO DINÂMICA DE MEMÓRIA
FUNÇÃO malloc ( )
Abreviatura de memory allocation.
Aloca um bloco de bytes consecutivos na memória e devolve o endereço desse bloco.
Retorna um ponteiro do tipo void.
Deve-se utilizar um cast para transformar o ponteiro devolvido para um ponteiro do tipo desejado.
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Estrutura de Dados
ALOCAÇÃO DINÂMICA DE MEMÓRIA
FUNÇÃO malloc ( )
void *malloc ( size_t número_de_bytes )
void *malloc: devolve um ponteiro do tipo void, o que significa que você pode atribuí-lo a qualquer tipo de ponteiro.
número_de_bytes: é o número de bytes de memória que você quer alocar.
size_t: é um inteiro sem sinal.
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Estrutura de Dados
ALOCAÇÃO DINÂMICA DE MEMÓRIA
Alocando um vetor de n elementos do tipo inteiro.
int *p;
p = (int*) malloc ( n * sizeof (int) );
[24]
Estrutura de Dados
ALOCAÇÃO DINÂMICA DE MEMÓRIA
	A memória não é infinita. Se a memória do computador já estiver toda ocupada, a função malloc não consegue alocar mais espaço e devolve NULL.
	Usar um ponteiro NULL travará o seu computador.
ptr = (int*) malloc ( 1000 * sizeof (int) );
if ( ptr == NULL )
{
 cout << “Sem memoria”;
}
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Estrutura de Dados
ALOCAÇÃO DINÂMICA DE MEMÓRIA
FUNÇÃO free ( )
Libera o uso de um bloco de memória, permitindo que este espaço seja reaproveitado.
O mesmo endereço retornado por uma chamada da função malloc ( ) deve ser passado para a função free ( ).
A determinação do tamanho do bloco a ser liberado é feita automaticamente.
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Estrutura de Dados
ALOCAÇÃO DINÂMICA DE MEMÓRIA
Liberando espaço ocupado por um vetor de 100 inteiros.
int *p;
p = (int*) malloc ( 100 * sizeof (int) );
free (p);
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Estrutura de Dados
EXEMPLO
 int *v;
	int TAM;
	
	cout << "Qual o tamanho do vetor? ";
	cin >> TAM;
	
	v = (int*) malloc ( TAM * sizeof(int*) );
	
	if ( v == NULL )
 {
	 cout << "Sem memoria";
	 exit(1);
	}
	
	for (int i=0; i<TAM; i++)
	{
	 cout << "\nVETOR [ " << i << " ]: ";
	 cin >> *(v+i);
	}
		
	for ( int i=0; i<TAM; i++ )
	 cout << "\nVETOR [ " << i << " ]: " << v[i];
 free (v); 
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Estrutura de Dados
EXERCÍCIOS