I puntatori e l allocazione dinamica di memoria

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1 I puntatori e l allocazione dinamica di memoria L allocazione delle variabili Allocazione e rilascio espliciti di memoria Le funzioni malloc e free Politecnico di Torino 1

2 Allocare = collocare in memoria Allocare una variabile significa associare alla variabile una porzione di memoria (in cui collocare i dati) L allocazioneavvienein modo Permanente, per le variabili globali (definite, nel file C, al di fuori da funzioni Temporaneo, per le variabili locali e I parametri formali (definiti all interno delle funzioni). Una variabile locale viene Allocata alla chiamata della funzione De-allocata all uscita dalla funzione Politecnico di Torino 2

3 Programma in esecuzione e memoria struct studente struct studente dati[maxn]; 5 struct studente struct studente dati[maxn]; Politecnico di Torino 3

4 struct studente struct studente dati[maxn]; 7 struct studente struct studente dati[maxn]; Politecnico di Torino 4

5 struct studente struct studente dati[maxn]; 9 struct studente struct studente dati[maxn]; Politecnico di Torino 5

6 struct studente struct studente dati[maxn]; Variabili locali e parametri (formali) 11 struct studente In memoria (virtualmente) struct durante studente tutta l esecuzione dati[maxn]; del programma Variabili locali e parametri (formali) Politecnico di Torino 6

7 struct studente struct studente dati[maxn]; In memoria (virtualmente) durante l esecuzione della relativa funzione: allocate e de-allocate automaticamente Variabili locali e parametri (formali) 13 struct studente struct La quantità studente di memoria dati[maxn]; int allocare main(void) è determinata dal programmatore: -Istruzioni - Tipo e numero delle variabili void - Dimensione ordinastudenti( dei vettori Variabili locali e parametri (formali) Politecnico di Torino 7

8 Cosa manca? Osservazione: manca un modo per poter decidere, durante l esecuzione di un programma Creazione di un dato Dimensionamento di un vettore Soluzione: istruzioni per allocare e de-allocare dati (memoria) in modo esplicito In funzione di dati forniti da chi esegue il programma Allocazioni e de-allocazioni sono (ovviamente) previste dall autore del programma Politecnico di Torino 8

9 Come allocare in modo esplicito? Il C fornisce un meccanismo di allocazione e deallocazione esplicito, basato su puntatori Allocare = chiedere memoria (al Sistema Operativo) e ottenerla (se c è abbastanza memoria disponibile) De-allocare = rilasciare (restituire) la memoria precedentemente ottenuta (in modo che il S.O. possa riutilizzarla) Alla memoria allocata si accede tramite puntatore, cioè indirizzo+tipo L allocazione esplicita viene detta dinamica, per il modo (non statico) di gestione 17 int *p = malloc(); /* p usato come vettore */ free(p); p Variabili locali e parametri (formali) Memoria dinamica Politecnico di Torino 9

10 int *p = malloc(); /* p usato come vettore */ free(p); p Allocazione Variabili locali e parametri (formali) 19 int *p = malloc(); /* p usato come vettore */ free(p); p Rilascio (de-allocazione) Variabili locali e parametri (formali) Politecnico di Torino 10

11 Allocazione mediante malloc (1/3) La memoria in C viene allocata dinamicamente tramite la funzione malloc (e altre, quali calloc, realloc, ) La funzione di libreria malloc ha un prototipo simile al seguente void* malloc (int dimensione); dimensione è il numero (intero) di byte da allocare Il valore di ritorno è un puntatore Indirizzo iniziale della memoria allocata (NULL se non c è memoria disponibile) tipo void *, tale da poter essere assegnato a qualunque tipo di puntatore Politecnico di Torino 11

12 Allocazione mediante malloc (2/3) Per usarla occorre includere <stdlib.h> Per utilizzare correttamente malloc occorre richiedere una quantità di memoria compatibile col puntatore cui sarà assegnato il risultato (cioè la variabile generata dinamicamente) 23 Allocazione mediante malloc (3/3) Solitamente si ricorre all operatore sizeof per determinare la dimensione (in byte) di un dato. Per generare una variabile dinamica di tipo <tipo>, da assegnare a p (<tipo> *p), sono possibili 2 schemi Per ottenere una variabile scalare o struct p = malloc (sizeof (<tipo>)); Per ottenere un vettore di n elementi p = malloc (n*sizeof (<tipo>)); Politecnico di Torino 12

13 Esempio: variabile dinamica singola struct studente char cognome[max], nome[max]; int matricola; struct studente *link; struct studente *creastud ( char *cognome, char *nome, int matricola ) struct studente *s; s = malloc (sizeof (struct studente)); if (s==null) return NULL; strcpy(s->cognome,cognome); strcpy(s->nome,nome); s->matricola = matricola; s->link = NULL; return s; 25 Esempio: variabile dinamica singola struct studente char cognome[max], nome[max]; int matricola; struct studente *link; struct studente *creastud ( char *cognome, char *nome, int matricola ) struct studente *s; s = malloc (sizeof (struct studente)); if (s==null) return NULL; strcpy(s->cognome,cognome); strcpy(s->nome,nome); Si potrebbe scrivere anche: s->matricola = matricola; s->link = NULL; return s = s; malloc (sizeof *s); Politecnico di Torino 13

14 Esempio: vettore dinamico int *punt; int n; scanf ( %d, &n); punt = malloc(n*sizeof(int)); if (punt == NULL) printf ( Errore di allocazione\n ); else 27 Esempio: vettore dinamico int *punt; int n; scanf ( %d, &n); punt = malloc(n*sizeof(int)); if (punt == NULL) printf ( Errore di allocazione\n ); punt è un vettore dinamico di n interi else Politecnico di Torino 14

15 De-allocazione mediante free (1/2) La memoria allocata dinamicamente viene restituita tramite la funzione free La funzione di libreria free ha un prototipo simile al seguente void free (void* p); p punta alla memoria (precedentemente allocata) da liberare La funzione non ritorna risultato 29 De-allocazione mediante free (2/2) Per usarla occorre includere <stdlib.h> La funzione free viene di solito chiamata quando è terminato il lavoro sulla variabile dinamica, affinchè la memoria possa essere riutilizzata Politecnico di Torino 15

16 Esempio: vettore dinamico int *punt; int i, n; scanf ( %d, &n); punt = malloc(n*sizeof(int)); for (i=0; i<n; i++) punt[i] = ; free(punt); Politecnico di Torino 16