10.15 Указатели

Форма для сдачи

Указатели. Адресная арифметика. Указатели и массивы. Указатели - параметры функций. Форматный ввод данных

Адреса в памяти

Бывает по-разному, но обычно у запущенной программы в ОС:

• ↓ стек
• недоступная память
• ↑ куча
• статическая память

Почему так? Потому что!!! (+потому что виртуальная память, а так удобнее)

Указатели в Си

C: статическая память выделяется при старте программы ну, почти, стек — изменяется автоматически, куча — по запросу от программы.

• Взятие адреса и "%p"

• Завести три переменные, вывести их адреса. В каком порядке объявленные переменные располагаются в памяти?

  • TODO: заводить три локальные и три глобальные переменные, вывести вначале адреса локальных, потом - адреса глобальных
  • Правильный ответ: неизвестно!

  • В чём различие локальных и глобальных?

• Взятие значения по адресу. Адресная арифметика. Тип «указатель»

  • указатель переменной + 1 == адрес переменной + sizeof(переменной)

    • BTW, sizeof() — не функция, это оператор; sizeof(массив)

• Объявить три переменных — две целых и float, равные 1,2 и 3, и указатель на целое pointer.

  • Положить в pointer адрес первой переменной, вывести содержимое по адресу

  • Увеличить указатель на 1, вывести содержимое по адресу
  • Увеличить указатель на 1, вывести содержимое по адресу

  • Объяснить явление

Зачем вся эта возня? Конечно, для массивов!

• Имя массива — это его адрес (можно не писать &)

• Соседний элемент массива — вполне штатная операция, собственно индексирование!

  • arr[i] ≡ arr+i

• Написать функции inputArray(int n, int *array) и outputArray(int n, int *array), ввести и вывести массив из n элементов (не пользуясь [])

  • Попробовать вместо элементов 0…9 вывести элементы -2…11. Вспомнить про -fsanitize=address

Локальные динамические массивы

Небольшие (на классических архитектурах — в пределах килобайта) массивы можно заводить на стеке. Смысл — в том, что их длина может быть произвольной.

VLA (variable length array) - массив, размер которого вычисляется и задаётся во время выполнения программы (runtime), а не на этапе компиляции. Например, массив int arr[n], определяемый внутри функции, в которую передается параметр n.

• Ввести n, завести массив arr на n элементов, ввести и вывести с помощью inputArray/…

  • Посмотреть также sizeof(arr)

• Можно ли завести локальный массив в функции и вернуть его адрес? Можно, но будет плохо, так как после выхода из функции его память будет объявлена свободной!

Размерность массива в сигнатуре функции

В текущем стандарте можно (и нужно!) писать inputArray(int n, int array[n]), но именно для формального параметра разницы никакой, это всё равно указатель int *, а не VLA.

Т. е. делается это

1. Для прагматики
2. Для определения размерностей многомерного массива

3. Написать функцию outputMatrix(int w, int h, int array[h][w]), которая считает массив прямоугольным w×h и выводит его соответственно по строкам; попробовать один и тот же массив на 12×1, 6×2, 4x3 и т. д.

Д/З

1. Ввести натуральное число n, целые числа $$a_1, ..., a_{3*n}$$. Написать функцию accept(), которой передаётся длина массива и указатель на массив, а она выясняет, верно ли, что для всех $$a_{2n+1}, ..., a_{3n}$$ имеются равные среди $$a_1, ..., a_{2n}$$, и возвращает соответствующее значение. Вывести "YES", если да, и "NO" в противном случае.

3
1 2 3 1 2 3 1 2 3

→

YES

3
1 2 3 4 5 6 7 3 1

→

NO

2. Ввести натуральное число n, целые числа $$a_1, ..., a_{n}$$. Написать функцию reorder(), которой передаётся длина массива и указатель на массив, а она располагает в нём вначале отрицательные члены, а затем - неотрицательные. При этом порядок как отрицательных, так и неотрицательных чисел сохраняется прежним. Вывести преобразованную последовательность.

10
1 -1 -2 -1 2 0 -1 32 -3 3

→

-1
-2
-1
-1
-3
1
2
0
32
3

3. Ввести

• натуральное число n;
• элементы действительной матрицы размера n × (n + 1), ввод по строкам;

• действительные числа $$a_1, ..., a_{n+1}, b_1, ..., b_{n+1}$$;

• натуральные числа p, q (p ≤ n, q ≤ n+1).

Образовать матрицу размера (n + 1) × (n + 2) вставкой после строки с номером р исходной матрицы новой строки с элементами $$a_1, ..., a_{n+1}$$ и последующей вставкой после столбца с номером q нового столбца с элементами $$b_1, ..., b_{n+1}$$ (нулевые значения p или q — вставка в начало). Вывести полученную матрицу по строкам, каждую строку — на отдельной строке экрана.

3               
1 2 3 4
5 6 7 8
9 0 1 2
10 11 12 13
21 22 23 24
1
2

• Обратите внимание на то, что в задаче нумерация начинается с 1

 1.0  2.0 21.0  3.0  4.0
10.0 11.0 22.0 12.0 13.0
 5.0  6.0 23.0  7.0  8.0
 9.0  0.0 24.0  1.0  2.0

• Красиво форматировать можно, но не обязательно ☺: в каждой строке проверяется только правильность последовательности вещественных чисел с определённой точностью

4. Ввести натуральное n и заполнить целочисленную квадратную матрицу n×n цифрами — разрядом единиц в последовательности 1, 2, ..., n², расположенными в ней по спирали: снаружи внутрь, по часовой стрелке, начиная с левого верхнего элемента с индексами [0; 0].

7

→

1 2 3 4 5 6 7
4 5 6 7 8 9 8
3 0 1 2 3 0 9
2 9 8 9 4 1 0
1 8 7 6 5 2 1
0 7 6 5 4 3 2
9 8 7 6 5 4 3

К этой задаче будет спойлер по алгоритму в виде схемы