EDV1 - 06FelderPointer Felder, Zeichenketten, Pointer.

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1 EDV1 - 06FelderPointer Felder, Zeichenketten, Pointer

2 EDV1 - 06FelderPointer 2 Felder Allgemeine Deklaration: [dim1][dim2]...[dimn] : Type des Feldelements : Name des Feldes : Anzahl der Feldelement in der i-ten Dimension Indizes laufen von 0 bis dimi-1 (wie in JAVA) Aufruf eines Feldelements : name[i1]...[in] (wie in JAVA) Speicherung der Feldelemente zeilenweise ohne Unterbrechung Unterschiede zu JAVA –Mehrdimensionale Felder sind keine Felder von Feldern. Es gibt also echte mehrdimensionale Felder. –Felder wissen nicht wie groß sie sind. Man muss sich die Länge eines Feldes also merken.

3 EDV1 - 06FelderPointer 3 Beispiel für Felder Monatsmitteltemperatur float temperatur[31]; float monatsmittel=0; int i; for (i=0;i<31;i++) monatsmittel+=temperatur[i]; monatsmittel/=31; Jahresmitteltemperaturen float temperatur[12][31]; int tage[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}; float jahresmittel=0.0; int t, m; for(m=0;m<12;m++) for(t=0;t<tage[m];t++) jahresmittel+=temperatur[m][t]; jahresmittel/=365;

4 EDV1 - 06FelderPointer 4 Zeichenketten Es gibt keinen extra Typ für Zeichenketten. Zeichenketten sind Felder von char -Elementen. Das Ende einer Zeichenkette wird durch das Zeichen '\0' gekennzeichnet. Die Länge des Feldes muss also immer um eins größer sein als die längste zu speichernde Zeichenkette. Achtung: Alle Zeichenkettenfunktionen arbeiten immer bis zum nächsten 0-Zeichen. Z.B.: Zeichenkette der maximalen Länge 26. char zeichenkette[27]; zeichenkette="Das ist eine Zeichenkette."; Es existieren diverse Funktionen für die Manipulation von Zeichenketten. Z.B: strcasecmp, strcat, strchr, strcmp, strcpy, strlen, strstr

5 EDV1 - 06FelderPointer 5 Pointer Für die Nutzung von dynamischen und flexiblen Datenstrukturen sind Pointer erforderlich. Pointer enthalten nicht den Wert einer Variablen sondern deren Adresse. Die Länge von Pointern ist systemabhängig. Pointer sind typgebunden, d.h. sie zeigen immer auf Variablen eines bestimmten Typs. Allgemeine Form der Vereinbarung: * ; ist der Typ auf den der Pointer zeigt " *" ist der Typ der Variablen Mit dem Operator "&" wird die Adresse einer Variablen berechnet. Mit dem Operator "*" wird der Pointer dereferenziert, d.h. man erhält die Variable auf die der Pointer zeigt. "*" und "&" sind inverse Operatoren, d.h. *&name == &*name == name

6 EDV1 - 06FelderPointer 6 Beispiel: int j=77; int *i; i=&j; *i=88; Wirkung: Variable j wird definiert bekommt den Wert 77 Variable i wird definiert als Pointer auf int i wird die Adresse von j zugewiesen j wird der Wert 88 zugewiesen

7 EDV1 - 06FelderPointer 7 Beispiel int main() { int j=77; int *i; i=&j; printf("j = %i; i = %u; &i = %u; *i = %i\n",j,i,&i,*i); *i=88; printf("j = %i; i = %u; &i = %u; *i = %i\n",j,i,&i,*i); } Ausgabe: j = 77; i = 3221223940; &i = 3221223936; *i = 77; j = 88; i = 3221223940; &i = 3221223936; *i = 88;

8 EDV1 - 06FelderPointer 8 Parameterübergabe Wesentliche Anwendung von Pointern bei der Übergabe von Parametern. Standardmäßig werden Parameter immer by value übergeben, d.h. kopiert. Ausweg: Die Prozedur erwartet Pointer auf die eigentlichen Parameter und beim Aufruf werden die Adressen der Parameter übergeben. Beispiel: void set(int *i) { *i=77; } int main() { int k; set(&k); }

9 EDV1 - 06FelderPointer 9 Beispiel void tausch(int *i, int *j) { int h=*i; *i=*j; *j=h; } int main() { int i=111, j=222; printf("i = %i; j = %i\n,i,j); tausch(&i, &j); printf("i = %i; j = %i\n,i,j); } Ausgabe: i = 111; j = 222; i = 222; j = 111;

10 EDV1 - 06FelderPointer 10 Rechnen mit Pointern Mit Pointern kann gerechnet werden. Mögliche Operationen: +, -, ++, -- Dabei wird immer um Längeneinheiten der Elementtypen verändert. D.h. dass der Pointer nach der Operation wieder auf ein Adresse zeigt, die ein Element vom gleichen Elementtyp enthält. Beispiel: int i; int *p = &i; int *q = p++; q==p+sizeof(int)

11 EDV1 - 06FelderPointer 11 Pointer und Felder Die Feldvariable stellt einen Zeiger auf das erste Feldelement dar. D.h. für [dim1][dim2]...[dimn] gilt: – ==& [0][0]...[0] –* == [0][0]...[0] Jahresmitteltemperaturen float temperatur[12][31]; float *tt; int tage[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}; float jahresmittel=0.0; int t, m; for(m=0;m<12;m++) { tt=&temperatur[m][0]; for(t=0;t<tage[m];t++) jahresmittel+=*tt++; } jahresmittel/=365;

12 EDV1 - 06FelderPointer 12 Dynamische Speicherverwaltung Wenn bei der Programmierung noch nicht klar ist wie viel Speicher in einem Programm benötigt wird, muss der Speicher dynamisch verwaltet werden. Dazu existieren folgende Funktionen: –void malloc(int AnzahlBytes) : reserviert AnzahlBytes Speicher in Bytes –void calloc(int AnzahlElement,int ElementLaenge) : reserviert AnzahlElement* ElementLaenge in Bytes –void realloc(void AlteAdresse,int AnzahlElement) : vergrößert den reservierten Speicherbereich auf AnzahlElement und kopiert die alten Daten in das neue Feld –free(void Adresse) : gibt den Speicherbereich wieder frei Falls bei malloc, calloc oder realloc nicht genügend Speicher frei war, wird NULL als Wert ausgegeben. Um die Pointer typgerecht zuzuweisen muss der Aufruf von malloc, calloc oder realloc gecastet werden. Z.B.: intfeld = (int *)calloc(1000,sizeof(int));

13 EDV1 - 06FelderPointer 13 Beispiel int *feld1; float *feld2; feld1 = (int *)malloc(1000*sizeof(int)); if (feld1 == NULL) { printf("feld1 konnte nicht allociert werden!"); exit(1); } feld2 = (float *)malloc(1000,sizeof(float)); if (feld2 == NULL) { printf("feld2 konnte nicht allociert werden!"); exit(1); }

14 EDV1 - 06FelderPointer 14 feld2 = (float *)realloc(feld2,2000); if (feld2 == NULL) { printf("feld2 konnte nicht vergroessert werden!"); exit(1); } free(feld1); free(feld2);