книги / Практикум по программированию на языке Си

Иногда может потребоваться перестановка значений разноименных объектов в соответствии с заданным законом. Использование массива указателей (адресов объектов) существенно упрощает и эту работу. Например, можно модифицировать предыдущую программу 07_11.с таким образом, чтобы в результате манипуляций с массивом указателей на объекты (на переменные) изменились значения тех объектов, которые они адресуют.

ЗАДАЧА 07-12. Определите и инициализируйте произвольными значениями вещественные переменные с именами a, b, c, d, e, f, g, h. Поменяйте местами значения переменных так, чтобы переменная с именем a приняла максимальное значение, а остальные (в приведенном порядке) соответственно убывали. Напечатайте имена переменных с их новыми значениями.

/* 07_12.c - сортировка значений разноименных переменных */

#include <stdio.h>

#define PRINTF(EXPRESSION) \ printf(#EXPRESSION"=%f\n",EXPRESSION)

int main ()

{

double a=12.0, b=34.1, c=11.9, d=92.4, e=55.5, f=16.5, g=55.5, h=77.2;

double * pArray[] = {&a,&b,&c,&d,&e,&f,&g,&h}; double temp;

int size, i, j; size=sizeof(pArray)/sizeof(*pArray); for (i=0; i<size-1; i++)

for (j=i+1; j<size; j++)

if (*pArray[i] < *pArray[j]) { temp=*pArray[i];

*pArray[i] = *pArray[j]; *pArray[j] = temp;

}

PRINTF(a);

PRINTF(b);

PRINTF(c);

PRINTF(d);

PRINTF(e);

PRINTF(f);

PRINTF(g);

241

Введем массив с элементами типа long (основной массив) и массив указателей с элементами типа long *. Присвоим элементам массива указателей адреса элементов основного массива. Далее, применив вложенные циклы, упорядочим элементы массива указателей в соответствии со значениями, которые они адресуют. (Сравниваем значения элементов основного массива, обращаясь к ним с помощью разыменования адресующих их указателей. Меняем местами значения массива указателей, оставляя без изменений основной массив.)

/* 07_13.c - упорядочение массива с помощью массива указателей */

#include <stdio.h> #define N 5

int main()

{

int j, k;

long ar[N]={64,12,82,4,6}; long *par[N];

long *pi;

for (j=0; j<N; j++) par[j]=&ar[j]; for (j=0;j<N-1;j++)

for (k=j+1;k<N;k++)

if (*par[j] > *par[k])

{ pi=par[j]; par[j]=par[k]; par[k]=pi; }

printf

("\nThe ordered values of array elements:\n"); for (j=0; j<N; j++)

printf("*par[%d]=%ld ",j,*par[j]);

}

Результаты выполнения программы:

The ordered values of array elements:

*par[0]=4 *par[1]=6 *par[2]=12 *par[3]=64 *par[4]=82

ЗАДАНИЕ. Дополните программу печатью значений элементов основного массива до упорядочения и после. Убедитесь, что массив остается без изменений.

ЗАДАНИЕ. Расширьте условие задачи следующим образом. После печати результатов первого упорядочения “перенастрой-

243

arrow[i] = arrow[j]; arrow[j] = pTemp;

}

for (i=0; i<size; i++) printf("%c[%d]=%c",i%4?'\t':'\n',i,

*(char *)arrow[i]);

return 0;

}

Результаты выполнения программы:

чения элементов ar[i], доступ к которым обеспечивает выражение *(float *)arrow[i]. Вспомогательный указатель void *pTemp используется для обмена значениями элементов массива указателей. Выполняется печать значений элементов массива ar[], адресованных элементами массива arrow[]. Затем в цикле массив arrow[] “настраивается” на элементы массива char ch[]и по той же схеме упорядочиваются адреса элементов массива ch[]. Для доступа к значениям элементов массива ch[] используется выражение

*(char *)arrow[i].

ЭКСПЕРИМЕНТ. Напечатайте в конце программы массивы ar[ ] и ch[ ], выводя для каждого элемента имя, индекс и значение. Убедитесь, что значения элементов обоих массивов те же, что и при инициализации.

ЗАДАНИЕ. Модифицируйте предыдущую программу, чтобы в ней с помощью массива указателей void * упорядочивались (изменялись) значения элементов вещественного и символьного массивов. Выведите на печать отсортированные массивы, обращаясь к их элементам по имени массива с индексом.

Задачу решает программа 07_14_1.с. Основные изменения – при перестановках используется не адрес arrow[i], а выражения

245

значения символьных переменных c6,…,c1. Доступ к каждому из значений обеспечивает двойное разыменование указателя pointer. В конце каждой итерации значение pointer сравнивается с адресом начала массива pChar[ ]. После сравнения pointer уменьшается на 1, т.е. "перемещается" на предыдущий элемент массива.

7.5. Указатели и динамическое

распределение памяти

Динамическое выделение и освобождение памяти реализуется в программах на языке Си с помощью функций стандартной библиотеки. Они описаны в заголовочном файле <stdlib.h>. Для выделения памяти применяются функции:

void * malloc(size_t size);

void * calloc(size_t memb, size_t size); void * realloc(void * ptr, size_t size);

Каждая из этих функций выделяет непрерывный блок (участок) памяти и возвращает нетипизированный указатель на его начало. В случае неудачи, например, при отсутствии свободной памяти функции возвращают значение NULL. Тип аргумента (т.е. идентификатор size_t) определен в заголовочном файле <stddef.h> и соответствует типу обобщенного целого значения, которое возвращает операция sizeof. Обычно sizeof вычисляет размер объекта в байтах, поэтому можно считать, что при обращении к любой из перечисленных функций параметр size нужно задавать в байтах.

Функция malloc() используется для выделения памяти одному конкретному объекту, размер которого задает аргумент функции. В зависимости от планов программиста выделенный участок памяти может быть предоставлен для любого объекта базового типа или для объекта агрегированного типа (например, для массива или структуры).

Функция calloc() удобна при выделении памяти для массивов. Количество элементов массива определяет параметр memb, размер каждого элемента – параметр size. В отличие от функции malloc() функция calloc() заносит в каждый элемент массива нулевое значение.

247

{

int * pInt; double * pDouble;

pInt=(int *)malloc(sizeof(int)); if (pInt == NULL)

{ printf("\n Error!"); return 1;

}

PRINTP(pInt); *pInt = 12345; PRINTI(*pInt);

pDouble=(double *)malloc(sizeof(double)); if (pDouble == NULL)

{ printf("\n Error!"); return 1;

}

PRINTP(pDouble); *pDouble = 3.1415; PRINTD(*pDouble); free(pInt); free(pDouble); return 0;

}

Результаты выполнения программы:

pInt=8f3e8

*pInt=12345

pDouble=8f3f8

*pDouble=3.141500e+00

В программе выполняется проверка успешности выделения памяти. Функция malloc() вернет значение NULL, если память не будет выделена. В этом случае выполнение программы прекращается с выдачей сообщения "Error!". В среду исполнения программы возвращается (оператор return 1;) ненулевое значение, что свидетельствует об аварийном завершении задачи. В таком простом случае, как в данной задаче, вряд ли встретится затруднение при выделении динамической памяти, однако проверку рекомендуется выполнять всегда. Обратите внимание, что функция malloc() возвращает нетипизированное значение адреса, которое явно преобразуется к типам (int *) и (double *) перед присваиванием значений pInt и pDouble.

249