Ingegneria Elettronica Ingegneria delle Telecomunicazioni (J-Z) Ing. Antonio Monteleone A.A. 2001/02 3 ciclo

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1 Ingegneria Elettronica Ingegneria delle Telecomunicazioni (J-Z) Ing. Antonio Monteleone A.A. 2001/02 3 ciclo

2 In C++ è possibile distinguere due aree distinte di memoria: memoria stack e memoria heap E possibile allocare aree di memoria dinamicamente durante l esecuzione del programma ed accedere ad esse mediante puntatori. Gli oggetti così ottenuti sono detti dinamici ed allocati nella memoria libera. Corso di Fondamenti di Informatica II 18

3 L area di memoria stack é quella in cui viene allocato un pacchetto di dati non appena l esecuzione passa dal programma chiamante a una funzione. Questo pacchetto contiene: - l indirizzo di rientro nel programma chiamante - la lista degli argomenti passati alla funzione Esso viene impilato sopra il pacchetto precedente (quello del progr. chiamante) e poi automaticamente rimosso dalla memoria appena l esecuzione della funzione é terminata. Corso di Fondamenti di Informatica II 19

4 Nella memoria stack vengono sistemati anche i dati relativi a tutte le variabili automatiche (cioè locali e non statiche) create dalle funzioni. Il loro tempo di vita é legato all esecuzione della funzione proprio perché, quando la funzione termina, l intera area stack allocata viene rimossa. int sum(int a[], int len) { int temp=0; for (int i=0; i<len; i++) temp += a[i]; return temp; } int main() { int vect[4] = {1,2,3,4}; int tot = sum(vect, 4); cout << somma << tot << endl; return 0; } Corso di Fondamenti di Informatica II 20

5 L area heap non é allocata automaticamente, ma solo su esplicita richiesta del programma ( allocazione dinamica della memoria) L area allocata non é identificata da un nome, ma è accessibile solo tramite dereferenziazione di un puntatore Il tempo di vita coincide con l intera durata del programma, a meno che non venga esplicitamente deallocata; se il puntatore va out of scope, l area non è più accessibile, ma continua a occupare memoria inutilmente (memory leak). Corso di Fondamenti di Informatica II 21

6 new delete Gli operatori new and delete vengono utilizzati per allocazione/deallocazione di memoria dinamica la memoria dinamica (heap), è un area di memoria libera provvista dal sistema per quegli oggetti la cui durata di vita è sotto il controllo del programmatore int *i=new int; //alloca un intero, ritorna il puntatore char *c=new char[100]; //alloca un array di 100 caratteri int *i=new int(99); //alloca un intero e lo inizializza a 99 char *c=new char( c ); //alloca un carattere inizializzato a c Int *j=new int[n][4]; //alloca un array di puntatori ad intero new riserva la quantità necessaria di memoria richiesta e ritorna l indirizzo di quest area Corso di Fondamenti di Informatica II 22

7 new delete L operatore delete è usato per restituire una certa area di memoria (allocata con new) allo heap Ogni oggetto allocato con new deve essere distrutto con delete se non viene piu` utilizzato, altrimenti l area di memoria che esso occupata non potra` piu` essere ri-allocata (memory leak) L argomento di delete è tipicamente un puntatore inizializzato preventivamente con new delete ptr; delete p[i]; delete [] p; // distrugge un puntatore ad un oggetto // distrugge l oggetto p[i] // distrugge ogni oggetto di tipo p Corso di Fondamenti di Informatica II 23

8 new delete Attenzione la dimensione dello heap non e` infinita l allocazione con new può fallire, nel qual caso new restituisce un puntatore nullo o suscita un eccezione. Nel caso di allocazione di memoria importante bisogna verificare che l operazione abbia avuto successo prima di usare il puntatore ogni oggetto creato con new deve essere distrutto con delete, ogni oggetto creato con new[] deve essere distrutto con delete[], queste forme NON sono intercambiabili Corso di Fondamenti di Informatica II 24

9 Riferimento ad una locazione di memoria ptr Attenzione: 12 #include <iostream> int main() { int *ptr = new int; } *ptr = 12; cout << *ptr << endl; delete ptr; return 0; Non usare delete fa accumulare locazioni di memoria inutilizzate (memory leak) Utilizzare puntatori prima del new o dopo il delete causa il crash del programma Corso di Fondamenti di Informatica II 25

10 Riferimento a più locazioni di memoria #include <iostream> int main() { int *ptr = new int[3]; ptr[0] = 10; ptr[1] = 11; ptr[2] = 12 } delete [] ptr; return 0; ptr Corso di Fondamenti di Informatica II 26

11 In C++ esistono conversioni esplicite ed implicite. Le conversioni implicite (e.g. int float) nelle espressioni aritmetiche, nel passare i parametri ad una funzione o nel ritornare un valore da una funzione rendono il meccanismo di conversione molto conveniente ma anche potenzialmente pericoloso (errori a run time) char, short e bool vengono promossi ad int Tipi interi che non possono essere rappresentati con un int vengono promossi a unsigned In una espressione di tipo misto, gli operandi di ordine inferiore vengono promossi all ordine superiore secondo la gerarchia: int<unsigned<long<unsigned long<float<double<long double bool e un tipo intero, con true che viene promosso a 1 e false a 0 Corso di Fondamenti di Informatica II 27

12 Ogni genere di puntatore può essere convertito in un puntatore generico a void Al contrario di quanto avviene in C, un puntatore generico non è compatibile con un puntatore di tipo arbitrario ma richiede un cast esplicito char *ch; void *generic_p;... generic_p=ch; ch=generic_p; // OK, char* va in void* // OK in C, illegale in C++ ch=(char *)generic_p; // OK, C e C++ arcaico Ogni puntatore puo` essere inizializzato a 0 senza bisogno di un cast esplicito. In C++ usare 0 e non NULL per i puntatori! Corso di Fondamenti di Informatica II 28

13 ANSI C++ Data la complessità delle operazioni di casting in C++ nuovi operatori di casting sono stati aggiunti a quelli già esistenti in C x=(float) i; x=float(i); // cast in C++ - notazione C // cast in C++, notazione funzionale x=static_cast<float>(i); // ANSI C++ - raccomandato i=reinterpret_cast<int>(&x) // ANSI C++, non portabile e // system dependent func(const_cast<int>(c_var)) // dove C_var e una // variabile dichiarata // const. Usato per // eliminare la const-ness // per chiamare func Esiste anche un dynamic_cast, utilizzato per riconoscere il tipo di un oggetto a run-time (RTTI) Corso di Fondamenti di Informatica II 29

14 L operatore static_cast<tipo>(espressione) è usato per convertire un tipo in un altro, compatibile con il primo. int a = static_cast<int>(12.45); // da double a int L espressione a += b; // a di tipo int, b di tipo double è valutata dal compilatore come se fosse a=static_cast<int>(static_cast<double>(a)+b); Si ha lo stesso risultato esplicitando il cast a += static_cast<int>(b); Corso di Fondamenti di Informatica II 30

15 L operatore const_cast<tipo>(espressione) è usato per eludere l attributo const del suo operando void fun(char *s); // non altera la stringa int main() { char const hello[] = ciao ; fun(hello) // errore // cannot convert parameter 1 from const char [5]' to 'char * fun(const_cast<char *>(hello)); // OK } return 0; Elimina la const-ness Corso di Fondamenti di Informatica II 31

16 L operatore reinterpret_cast<tipo>(espressione) è usato per reinterpretare i bit che compongono il suo argomento void swap(char *c1, char *c2); // scambia i due argomenti void swap(char &c1, char &c2); // parametri per riferimento void swaplong(long *a) // scambia i byte dell argomento { char *c = reinterpret_cast<char*> (a); swap(c, c+3); // swap(c[0], c[3]); swap(c+1, c+2); // swap(c[1], c[2]); } Corso di Fondamenti di Informatica II 32