programarea şi utilizarea calculatoarelor...1. conceptul de pointer •un pointer este o variabilă...

Programarea calculatoarelor

Universitatea “Constatin Brâncuşi” din Târgu-Jiu Facultatea de Inginerie

Departamentul de Automatică, Energie şi Mediu

Lect.dr. Adrian Runceanu

Curs 19

Pointeri

13.01.2013 Programarea calculatoarelor 2

Conţinutul cursului

1. Conceptul de pointer 2. Operatori specifici pointerilor 3. Aritmetica pointerilor 4. Probleme rezolvate 5. Probleme propuse spre rezolvare


1. Conceptul de pointer

• Un pointer este o variabilă care are ca valoare adresa unui obiect cu care operează limbajul C/C++ (variabilă, constantă, funcţie).

• Folosirea pointerilor este determinată de două motive şi anume:

1. este singura modalitate de a efectua anumite calcule

2. folosirea pointerilor duce la generarea unui cod sursă de program mai eficient şi mai compact



Astfel putem enumera situaţiile când limbajul C/C++ foloseşte pointerii, şi anume:

• atunci când se transmite unei funcţii o matrice

sau un şir de caractere • sau când se transmite parametri prin referinţă,

adică atunci când vrem să modificăm variabilele respective


1. Conceptul de pointer Declararea unei variabile de tip pointer se face astfel:

Unde:

• tip reprezintă oricare dintre tipurile limbajului C/C++ şi

indică tipul variabilei a cărei adresă este memorată de

variabila pointer.

• nume_pointer reprezintă numele ales de utilizator

pentru a identifica pointerul respectiv

• operatorul ‘*’ este obligatoriu la declarare 13.01.2013 Programarea calculatoarelor 6

tip *nume_pointer;


Observaţie:

• Pot exista şi pointeri fără tip, care se declară astfel:

• Aceştia se utilizează pentru ca în program să primească valoarea oricărui tip de dată.


Exemple: char *pc; // pointer de tip caracter int *pi; // pointer de tip întreg

float *pf; // pointer de tip real

void *nume_pointer;


Un pointer este un grup de octeti (adesea doi sau

patru) care poate contine o adresa.

Astfel daca c este un char si p un pointer care trimite

catre el, atunci am putea reprezenta situatia astfel:


Adresa de memorie a lui c

Valoarea lui c p

c

2. Operatori specifici pointerilor

Operatorii folosiţi pentru lucrul cu pointerii sunt operatorii unari:

1. Operatorul ‘ & ‘ ( operator de adresă ) – se aplică unei variabile furnizând adresa acelei variabile.


2. Operatori specifici pointerilor Exemplu: Următorul program arată cum se poate folosi

operatorul de adresă pentru a afişa adresele unor variabile

de tipuri diferite. #include<iostream.h>

int main(void)

{

int indice=1;

float salariu_dolari=20000.0;

long salariu_lei=30000000L;

cout<<"\nAdresa variabilei indice este "<<&indice;

cout<<"\nAdresa variabilei salariu_dolari este "<<salariu_dolari;

cout<<"\nAdresa variabilei salariu_lei este "<<&salariu_lei;

} 13.01.2013 Programarea calculatoarelor 11

2. Operatori specifici pointerilor Iniţializarea pointerilor se poate face cu o valoare de

adresă de memorie, prin folosirea operatorului de adresă

‘&’:

Exemplu: Următorul program declară o variabilă de tip

pointer şi atribuie adresa unei variabile de tip întreg şi apoi

afişează valoarea variabilei pointer împreună cu adresa

variabilei de tip întreg.


nume_pointer = &variabila;

2. Operatori specifici pointerilor #include<iostream.h>

int main(void)

{

int indice = 1;

int *p_indice;

p_indice = &indice;

cout<<"Valoarea lui p_indice "<<p_indice<<"\nValoarea lui indice "<<indice<<"\nAdresa lui indice este \n"<<&indice;

}


2. Operatori specifici pointerilor 2. Operatorul ‘ * ‘ ( operator de redirectare ) - se aplică pointerilor şi furnizează obiectul referit de acel pointer.

Exemplu:

Următorul program atribuie pointerului adresa unei variabile de tip întreg, afişează adresa sa împreună cu valoarea memorată la adresa pe care o are pointerul, apoi modifică valoarea variabilei prin intermediul pointerului şi o afişează.


3. Aritmetica pointerilor

3.1. Pointeri si tablouri

• În limbajul C++ există o stânsă legătură între pointeri şi tablouri, astfel încât orice problemă care se poate rezolva cu tablouri, poate fi rezolvată şi cu pointeri.

• Putem spune că un pointer care reţine adresa unui tablou, reţine de fapt adresa primului element al tabloului.



Exemplu:

int a[20], *p; p:

p=&a[0]; a:

a[0] a[1] … a[19]


3. Aritmetica pointerilor Dacă p este un pointer către un element al unui tablou

oarecare, atunci p+1 este un pointer către elementul

următor al taboului, p+i se referă la elementul al i-lea,

iar p-i la elementul al i-lea înainte de p.


p p+i p+1

a[0] a[1] a[2] … … a[19]

3. Aritmetica pointerilor Observaţie:

• În expresia p+i ne apare faptul că exemplificăm pe un tablou cu elemente de tip întreg. De unde putem concluziona că:

• Dacă p este un pointer către un obiect ( tip_obiect *p ), atunci p+i va fi un pointer către al i-lea obiect aflat după obiectul referit de p.

• Numele unei variabile de tip tablou este de fapt adresa primului element ( adică adresa elementului 0 al tabloului ).

• Deci: 13.01.2013 Programarea calculatoarelor 22

p = &a[0]; p = a;

3. Aritmetica pointerilor Dacă p şi q sunt doi pointeri către elemente ale aceluiaşi

tablou ( adică p = &a[i] şi q = &a[j] ), atunci putem efectua

următoarele operaţii:


1) Comparaţii: p == q // adică se compară i cu j

p != q p < q p <= q p > q p >= q 2) p – q // adică numărul de elemente ale tabloului, care se

află între elementul referit de p şi elementul referit de q

3. Aritmetica pointerilor Exemplu: Următorul program afişează cu ajutorul unor tablouri de

tipuri diferite, diferenţa între doi pointeri.


3. Aritmetica pointerilor 3.2. Echivalenţe de scriere

Deci, putem scrie:


a[i] *(i +a) *(a+i) i[a]

p = &a[0] p = a

p + 1 &a[1]

*(p + 1) a[1]

p + i &a[i]

a + 1 &a[1]

*(a + 1) a[1]

a + i &a[i]

*(a + i) a[i]

!


• Din echivalenţele de mai sus, putem desprinde o regulă a compilatorului C++, şi anume:

• Orice expresie de forma a[i] este transformată imediat într-o expresie *(a+i), adică o expresie în care apare un pointer ( adică a ) şi un deplasament ( adică i ).


3. Aritmetica pointerilor Exemplu:

Următorul program prezintă ultima regulă obţinută

mai sus şi anume a[i] i[a].


3. Aritmetica pointerilor Observaţie:

• Succesiunea operatorilor ‘&*‘ aplicată unui pointer cu

deplasament are ca efect (evaluarea se face de la

dreapta la stanga):

– la primul pas, selectarea conţinutului (valorii) de la respectiva

adresă

– iar la al doilea pas, selectarea adresei respectivului conţinut

• Deci aplicând această succesiune de operatori de obţine

tot obiectul.

• Nu acelaşi lucru de poate spune despre succesiunea

‘*&‘.


3. Aritmetica pointerilor Exemplu: Următorul program arată echivalenţa dintre un

tablou si un pointer care îl referă.


3. Aritmetica pointerilor 3.3. Expresii compacte cu pointeri

• Cu ajutorul pointerilor se pot scrie expresii compacte în care pointerii apar împreună cu operatorii de incrementare ( ++ ) şi decrementare ( -- ).

• Astfel pot apărea următoarele situaţii:


EXPRESIA OPERATIA CE SE MODIFICĂ

*p++ postincrementare pointerul

*p-- postdecrementare pointerul

*++p preincrementare pointerul

*--p predecrementare pointerul

++*p preincrementare obiectul

--*p predecrementare obiectul

(*p)++ postincrementare obiectul

(*p)-- postdecrementare obiectul

3. Aritmetica pointerilor • Expresiile din prima grupă modifică pointerul şi nu

obiectul la care se referă acesta.

• Acest tip de expresii îmbunătăţesc viteza de execuţie a unui program şi se recomandă utilizarea acestora în ciclurile repetitive.

• Expresiile din a doua grupă modifică obiectul referit, astfel încât operatorii ++ şi -- sunt aplicaţi de către compilator asupra obiectului şi nu asupra pointerului.

• Deci, nu putem utiliza în aceste expresii un pointer la o structură, uniune sau o funcţie.


3. Aritmetica pointerilor Exemplu: Următorul program prezintă modul în care

acţionează operatorii ++ şi -- asupra expresiilor compacte

cu pointeri.


4. Probleme rezolvate

Transformarea unui număr dintr-o bază oarecare b în baza 10.

• Functia strtol este folosita pentru a face conversia unui număr dintr-o bază b (2<=b<=36) în baza 10.

• Numărul inițial, întrucât poate conține și litere, este reprezentat ca un șir de caractere.

• Pentru verificarea corectitudinii este setat un pointer la primul caracter din șir care a generat eroarea de conversie.

• Dacă pointerul este NULL, nu a apărut nici o eroare. 13.01.2013 Programarea calculatoarelor 34

#include<iostream.h> #include<stdlib.h> int main(void) { int baza; char numar[30], *p; long int nr; cout<<"\n Introduceti baza: "; cin>>baza; cout<<"\n Introduceti numarul in baza: "<<baza<<" = "; cin>>numar; nr=strtol(numar,&p,baza); if(p)cout<<"Eroare la caracterul "<<*p; else cout<<"Numarul este: "<<nr; } 13.01.2013 Programarea calculatoarelor 35


Să se facă un program de determinare a unei date calendaristice știind o dată de pornire și un număr de zile trecute.

Pentru a se ține cont de numărul diferit de zile ale lunilor anului, se va defini un tablou de constante și se va lua în calcul separat cazul când anul este bisect, luna februarie având 29 de zile.


4. Probleme rezolvate #include<iostream.h>

const int t[13] ={ 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};

void calcul (int z, int an, int nr_zile, int *zi, int *luna, int *a)

{

for(int i=1;i<=12;i++)

if ( (i==2) && (an%4==0) )

if( nr_zile>29 ) nr_zile=nr_zile-29;

else break;

else

if( nr_zile>t[i]) nr_zile=nr_zile-t[i];

else break;

*a=an; 13.01.2013 Programarea calculatoarelor 37

4. Probleme rezolvate do{ if( (an%4==0) && (i==2) ) { z-=29-nr_zile; nr_zile=0; i++; if(zi<=0) { i--; z+=29; break; } } else{ if(i>12) { (*a)++; i++; } z-=t[i]-nr_zile; nr_zile=0; i++; if(z<=0) { i--; z+=t[i]; break; } } }while(z>0); *luna=i; *zi=z; }



int main()

{

int nr_zile, zi, an, z, luna, a, i;

cout<<"\nIntroduceti data (an luna zi) : ";

cin>>an;

cin>>luna;

cin>>z;

for (a=0,i=2;i<luna;i++)

a+=t[i]+(an%4==0 && i==2);



if(luna<1 || luna>12 || z>t[luna])

{

cout<<"Data gresita";

return;

}

z+=a;

cout<<"Introduceti numarul de zile trecute: "; cin>>nr_zile;

calcul(z, an, nr_zile, &zi, &luna, &a);

cout<<"Anul: "<<a<<"\tLuna:"<<luna<<"\tZiua: "<<zi;



Se dau n numere reale ce reprezintă rădăcinile unui polinom.

Să se determine coeficienții acestui polinom.

Soluție:

Fie a1, a2, …, an rădăcinile reale ale polinomului P:

P = (x-a1)* (x-a2)*...* (x-an)


4. Probleme rezolvate Fie polinomul P de forma:

P = bn*xn + bn-1*xn-1 + . . .+ b1*x + b0 Coeficienții b0, b1, . . ., bn se pot calcula fie cu ajutorul relațiilor lui Viete, fie calculând produsul tuturor termenilor ce formează descompunerea. Astfel, dacă:

Q = cm *xm +cm-1 * xm-1 + . . . + c1 *x+ c0

si R=Q*(x-am+1) unde

R = dm+1*xm+1 +dm*xm +... + d1* x + d0 vom avea relațiile: dm+1 = cm dk = ck-1 - ck * am+1, 1 <= k <= m d0 = -c0 * am+1


4. Probleme rezolvate #include<iostream.h>

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

int cit_date(float **rad)

{

int n, i;

cout<<"n = ";

cin>>n;

*rad = malloc((n+1) * sizeof(float));

for (i=1; i <=n ; i++){

cout<<"Radacina ["<<i<<"] = ";

cin>>&((*rad)[i]);

}

return n;


4. Probleme rezolvate float* polinom(float *a, int n){

float *b;

int m, k;

b = malloc((n+1) * sizeof(float));

b[1]=1;

b[0]= - a[n];

for( m = 2; m <= n; m++){

b[m] = b[m-1];

for(k=m-1; k>0; k--)

b[k]=b[k-1] - b[k] * a[m];

b[0] = -b[0] * a[m];

}

return b;



void afis_polinom(float *coef, int grad)

{

int i;

cout<<"P= ";

for(i=grad; i>0 ; i++)

if(coef[i] != 0) cout<<coef[i]<<" *X^"<<i<<"+";

if(coef[0] != 0 || grad == 0)

cout<<coef[0];

cout<<"\n";



int main(void)

{

float *a, *b;

int n;

n = cit_date(&a);

b = polinom(a, n);

afis_polinom(b, n);

}


5. Probleme propuse spre rezolvare

1. Se dau şi mulţimile A = {a1, a2, . . . , am} şi B = {b1, b2, . . . , bn} memorate ca vectori.

Să se scrie câte un program care calculează:

a)

b)

c)

Cei doi vectori se consideră sortaţi crescător.


BAC

BAC

BAC

5.Probleme propuse spre rezolvare

2. Să se determine toate numerele întregi de trei

cifre cu proprietatea că

3. Scrieţi un program de ordonare descrescătoare a unui tablou de numere unidimensional (vector) folosind ca instrument de lucru pointeri.


abc .333 cbaabc

Structura biletelor de examen




Subiect I - Grile cu alegere multiplă. Identificați litera care corespunde răspunsului corect. Subiect II - Algoritm în pseudocod Specializarea INGINERIE ENERGETICA: Subiect III – Enunțul unei probleme având un exemplu specificat. Specializarea INGINERIA SISTEMELOR: Subiect III – Enunțul unei probleme cu vectori sau matrici, având un exemplu specificat. Subiect IV – Enunțul unei probleme cu funcții, având un exemplu specificat.



Subiectul III – Enunțul unei probleme cu vectori sau matrici, având un exemplu specificat.

Problema 1


Intersectia a doua multimi Sa se scrie un program care sa calculeze intersectia a doua multimi de cate n, respectiv m numere intregi memorate cu ajutorul vectorilor. Exemplu:

Date de intrare: n=5, a={1, 2, 5, 7, 12} si m=4, b={2, 4, 8, 12}

Date de iesire: k = 2 d = {2, 12}

Problema 1


#include<iostream.h> int main(void) { int a[100], b[100], c[100], n, m, i, j, k, ok; cout<<"Dati cardinalul multimii A - n = "; cin>>n; cout<<"Dati elementele multimii A \n"; for(i = 1; i <= n; i++){ cout<<"a["<<i<<"] = "; cin>>a[i]; }

Problema 1


cout<<"Dati cardinalul multimii B - m = "; cin>>m; cout<<"Dati elementele multimii B \n"; for(i = 1; i <= m; i++) { cout<<"b["<<i<<"] = "; cin>>b[i]; }

Problema 1


k=0; for(j = 1; j <= m; j++) { ok = 0; // variabila care verifica daca un element apartine sau un multimii A

for(i = 1; i <=n ;i++) if(b[j] == a[i]) // daca elementul din multimea B apartine si multimii A atunci il adaugam in multimea intersectie - C

ok = 1; if(ok == 1) { k++; c[k] = b[j]; } }

Problema 1


cout<<"\nElementele multimii intersectie sunt : \n"; for(i = 1; i <= k; i++) { cout.width(9); cout<<c[i]; } }

Problema 2


Se dă un şir de n numere naturale. Să se afişeze pe două randuri, pe primul rand cele pare şi pe al doilea cele impare.

Exemplu:

Date de intrare: Pentru n = 10 si elementele 4 3 2 5 6 8 9 0 1 5

Date de iesire: 4 2 6 8 0 3 5 9 1 5

Problema 2


#include<iostream.h> int main(void) { int a[100], par[100], impar[100], n, i,j,k; cout<<"Dati valoarea lui n = "; cin>>n; cout<<"Dati elementele\n"; for(i = 1; i <= n; i++){ cout<<"a["<<i<<"] = "; cin>>a[i]; }

Problema 2


j=k=0; for(i = 1; i <=n; i++) if(a[i]%2==0) { j++; par[j]=a[i]; } else { k++; impar[k]=a[i]; }

Problema 2


cout<<"\nElementele pare sunt : "; for(i = 1; i <= j; i++) { cout.width(9); cout<<par[i]; } cout<<"\nElementele impare sunt : "; for(i = 1; i <= k; i++) { cout.width(9); cout<<impar[i]; } }

Problema 2


Întrebări?


programarea şi utilizarea calculatoarelor...1. conceptul de pointer •un pointer este o variabilă...

Documents