Estruturas de Dados I: Ponteiros, Alocação de Memória e Tipos Abstratos de Dados, Notas de aula de Programação em C

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ESTRUTURAS DE DADOS I

Prof.ª Me. Fabiana Rocha de Andrade e Silva fabiana.silva@unialfa.com.br

2022. 1

PONTEIROS

• Um ponteiro (= apontador = pointer ) é um tipo especial de variável

que armazena endereços.

• Um ponteiro pode ter o valor especial NULL , que não é endereço de

lugar algum.

• A constante NULL está definida no arquivo-interface stdlib e seu valor

é 0 na maioria dos computadores.

PONTEIROS

• Se um ponteiro p tem valor diferente de NULL então *p é o objeto

apontado por p.

PONTEIROS

• Há vários tipos de ponteiros para caracteres, para inteiros, para

ponteiros para inteiros, ponteiros para registros, etc.

• Para declarar um ponteiro p para um inteiro, escrevemos: int *p;
• Para declarar um ponteiro p para uma estrutura ponto, escrevemos:

struct ponto *p;

PONTEIROS

• Exemplos:

VETORES E ENDEREÇOS

• Em C, existe uma relação muito grande entre ponteiros e vetores. A

declaração:

int v[ 10 ];

Define um bloco de 10 objetos consecutivos na memória de nomes:

v[ 0 ], v[ 1 ], ..., v[ 9 ]

VETORES E ENDEREÇOS

• Se p aponta para um elemento do vetor, então p+ 1 aponta para o

elemento seguinte, p+i aponta para o i-ésimo elemento depois de p,

p-i para o i-ésimo elemento antes de p.

• O significado de “somar 1 a um ponteiro” é que p+ 1 aponta para o

próximo objeto, independente do número de bytes do objeto.

ALOCAÇÃO DE MEMÓRIA

• Alocação estática de memória
  • Estratégia de alocação de memória na qual toda a memória que um tipo de dados pode vir a necessitar é alocada toda de uma vez sem considerar a quantidade que seria realmente necessária na execução do programa.
  • A quantidade de memória necessária para armazenar as variáveis é automaticamente reservada na stack (pilha) ou em outras seções do programa.
  • O stack guarda os dados alocados dentro dos escopos de funções: variáveis locais, parâmetros, retorno de funções e endereços de outras áreas. Nela, as instruções e dados vão sendo empilhados e o desempilhamento ocorre automaticamente, após a execução.

ALOCAÇÃO DE MEMÓRIA

• Alocação estática de memória

ALOCAÇÃO DE MEMÓRIA

• Alocação dinâmica de memória
  • Técnica que aloca a memória sob demanda
  • Essa memória não é mais reservada na stack, mas em outra área de memória, chamada heap.
  • As variáveis armazenadas na heap não dependem do escopo e devem ser liberados manualmente pelo programador.
  • Os endereços podem ser alocados, liberados e realocados para diferentes propósitos, durante a execução do programa.
  • Em C usamos malloc(n) para alocar um bloco de memória de tamanho n bytes.
  • Nesse tipo de alocação, os dados não precisam estar organizados sequencialmente na memória do computador.

ALOCAÇÃO DE MEMÓRIA

• Alocação dinâmica de memória
  • Endereços não necessariamente contíguos
  • Alocador de memória do SO aloca blocos de memória que estão livres
  • Alocador de memória gerencia espaços ocupados e livres
  • Memória alocada mantém lixo. Temos que inicializar
  • Em C, liberamos a memória usando free(p).
  • As funções malloc e free que gerenciam a alocação dinâmica da memória fazem parte da biblioteca stdlib. #include <stdlib.h>

ALOCAÇÃO DE MEMÓRIA

• Alocação dinâmica de memória

VETORES/ARRAYS

• Definição:
  • Podem ser chamados de array ou vetores;
  • É uma estrutura de dado que permite manipular uma coleção de itens do mesmo tipo
  • São de largura fixa (estrutura estática)
  • Trabalham com referência e não são primitivos (estrutura derivada)

VETORES/ARRAYS

• Ao criar e manipular um array são necessários 3 passos:
  • Declaração
  • Construção
  • Inicialização