C. Gaibisso Programmazione di Calcolatori Lezione XVI Allocazione dinamica della memoria Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria.

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2 C. Gaibisso Programmazione di Calcolatori Lezione XVI Allocazione dinamica della memoria Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria 1

3 C. Gaibisso Operatore sizeof() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria2 Buffer: in questa lezione per buffer intenderemo una sequenza contigua di byte (locazioni) in memoria centrale Sintassi: sizeof(tipo_di_dato) con tipo_di_dato identificatore di tipo predefinito o non Valore: numero di byte utilizzati per rappresentare un valore di tipo tipo_di_dato

4 C. Gaibisso Operatore di casting Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria3 Sintassi: (tipo_di_dato) espressione con tipo_di_dato identificatore di tipo predefinito o non Valore: il valore di espressione convertito in un valore di tipo tipo_di_dato

5 C. Gaibisso Il tipo size_t Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria4 Definizione: typedef unsigned int size_t; utilizzato per rappresentare dimensioni Range di rappresentazione: tra 0 e 2 sizeof(size_t)*8 -1

6 C. Gaibisso Direttiva per il preprocessore Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria5 Attenzione!!! Le librerie del C mettono a disposizione del programmatore un insieme di funzioni per la gestione della memoria. Per utilizzare tali funzioni allinterno di un file è necessario includere in testa allo stesso la direttiva per il preprocessore: # include

7 C. Gaibisso La funzione malloc() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria6 Signature (firma): void *malloc(size_t size); Modifiche allo stato della memoria: alloca un buffer di memoria di size byte Valore restituito: -lindirizzo del primo byte del buffer, in caso di successo -il valore NULL altrimenti

8 C. Gaibisso La funzione free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria7 Signature: void free(void *ptr); Modifiche allo stato della memoria: rilascia il buffer di memoria, di indirizzo iniziale ptr, allocato da una precedente chiamata alla malloc(), calloc() o realloc()

9 C. Gaibisso Le funzioni malloc() e free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria8 // sorgente: Lezione_XVI\malloc.c // illustra il corretto utilizzo dalla funzione malloc() e della free() // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // di interesse generale #include // visualizza il contenuto di un buffer di interi void VisBuffInt(int *ptr, size_t nro_val) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) printf("\n%d", ptr[curs]); }; continua …

10 C. Gaibisso Le funzioni malloc() e free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria9 continua … // alloca, visualizza e successivamente rilascia, buffer per // un numero di valori interi specificato a run-time int main() { // definisce le variabili per il numero dei valori interi e per // lindirizzo iniziale del buffer size_t nro_val; int *ptr; // inizializza la variabile per il numero di valori printf("\nQuanti valori? "); scanf("%u", &nro_val); // alloca memoria per il buffer ptr = (int*) malloc(nro_val * sizeof(int)); continua …

11 C. Gaibisso Le funzioni malloc() e free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria10 continua … // se lallocazione e fallita termina if (ptr == NULL) { printf("\nAllocazione fallita"); return(0); }; // se l'allocazione è avvenuta con successo visualizza il contenuto // del buffer e rilascia la memoria per questo allocata printf("\nAllocazione avvenuta con successo\n"); printf(\nContenuto del buffer: ); VisBuffInt(ptr, nro_val); free(ptr); return(1); }

12 C. Gaibisso Le funzioni malloc() e free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria11 Compilazione: Esecuzione: Il buffer non viene inizializzato

13 C. Gaibisso La funzione calloc() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria12 Signature: void *calloc(size_t nro_var, size_t dim_var); Modifiche allo stato della memoria: alloca un buffer di memoria per nro_var variabili di dimensione dim_var, e le inizializza a 0 Valore restituito: -lindirizzo del primo byte del buffer, in caso di successo -il valore NULL altrimenti

14 C. Gaibisso Le funzioni calloc() e free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria13 // sorgente: Lezione_XVI\calloc.c // illustra il corretto utilizzo dalla funzione calloc() e della free() // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // di interesse generale #include // visualizza il contenuto di un buffer di interi void VisBuffInt(int *ptr, size_t dim) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) printf("\n%d", ptr[curs]); }; continua …

15 C. Gaibisso Le funzioni calloc() e free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria14 continua … // alloca, visualizza e successivamente rilascia, un buffer per // un numero di valori interi specificato a run-time int main() { // definisce le variabili per il numero dei valori interi e per // lindirizzo iniziale del buffer size_t nro_val; int *ptr; // inizializza la variabile per il numero di valori printf("\nQuanti valori? "); scanf("%u", &nro_val); // alloca e inizializza la memoria per il buffer ptr = (int*) calloc(nro_val, sizeof(int)); continua …

16 C. Gaibisso Le funzioni calloc() e free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria15 continua … // se lallocazione e fallita termina if (ptr == NULL) { printf("\nAllocazione fallita"); return(0) }; // se l'allocazione ha avuto successo visualizza il contenuto del // buffer e successivamente libera la memoria per questo allocata printf("\nAllocazione avvenuta con successo\n"); printf("\nContenuto del buffer:"); VisBuffIn(ptr, nro_val); free(ptr); return(1); }

17 C. Gaibisso Le funzioni calloc() e free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria16 Compilazione: Esecuzione: Il buffer è inizializzato a 0

18 C. Gaibisso La funzione realloc() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria17 Signature: void *realloc(void * ptr, size_t size); Modifiche allo stato della memoria: estende, o nel caso comprime, il buffer riferito da ptr, mantenendo inalterato il contenuto della porzione preesistente, a meno di troncamenti. Gestisce automaticamente eventuali ricollocazioni del buffer. Valore restituito: -lindirizzo del primo byte del buffer, in caso di successo -il valore NULL altrimenti realloc(NULL, size): equivale a malloc(size)

19 C. Gaibisso void *ptr = realloc(NULL, 5); ptr = realloc(ptr, 8); … free(ptr); NULL La funzione realloc() e i memory leak Programmazione di Calcolatori: i vettori18 Memory leak: area di memoria allocata e non più accessibile non esistendo puntatori che la riferiscono 100 ptr x x x x x 099 100 101 102 103 104 105 NULL Non ha alcun effetto

20 C. Gaibisso La funzione realloc() Programmazione di Calcolatori: i vettori19 ptr void *ptr, *tmp; ptr = realloc(NULL, 2); tmp = realloc(ptr, 4); // gestione dellerrore if (tmp == NULL) { printf (errore); free(ptr); return (0); } else ptr = tmp; …. free(ptr); tmp 099 100 101 102 103 104 105 106 107 x x x x 100 x x x x 103 Lapproccio corretto:

21 C. Gaibisso La funzione realloc() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria20 // sorgente: Lezione_XVI\realloc.c // illustra il corretto utilizzo dalla funzione realloc() // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // di interesse generale #include // inizializza il contenuto di un buffer di interi con una sequenza // progressiva di interi void InBuffInt(int *ptr, size_t dim) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) ptr[curs] = curs; }; continua …

22 C. Gaibisso La funzione realloc() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria21 continua … // visualizza il contenuto di un buffer di interi void VisBuffInt(int *ptr, size_t dim) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) printf("\n%d", ptr[curs]); }; // alloca, visualizza, ridimensiona, visualizza nuovamente e rilascia, un // buffer per un numero di valori interi specificato a run-time int main() { // definisce le variabili per il numero dei valori interi e per // il riferimento al buffer iniziale size_t nro_val; int *ptr; continua …

23 C. Gaibisso La funzione realloc() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria22 continua … // definisce una variabile temporanea per il riferimento al buffer // ridimensionato, al fine di non perdere il riferimento al buffer // iniziale se il ridimensionamento fallisse int *tmp; // definisce una variabile per il numero di valori interi nel buffer // ridimensionato size_t new_nro_val; // inizializza la variabile per il numero di valori nel buffer iniziale printf("\nQuanti valori nel buffer iniziale? "); scanf("%u", &nro_val); // alloca memoria per il buffer iniziale ptr = (int *) realloc(NULL, nro_val*sizeof(int)); // se lallocazione è fallita termina if (ptr == NULL) { printf("\nAllocazione fallita"); return(0); }; continua …

24 C. Gaibisso La funzione realloc() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria23 continua … // altrimenti, se l'allocazione ha avuto successo, inizializza e // visualizza il buffer iniziale printf("\nAllocazione avvenuta con successo\n"); InBuffInt(ptr, nro_val); printf("\nBuffer iniziale:\n"); VisBuffInt(ptr, nro_val); // inizializza la variabile per il numero di valori nel buffer // ridimensionato printf("\nQuanti valori nel buffer ridimensionato? "); scanf("%u", &new_nro_val); // ridimensiona il buffer iniziale tmp = (int *)realloc(ptr, new_nro_val); // verifica se il ridimensionamento è avvenuto con successo if (tmp == NULL) { // se il ridimensionamento e' fallito visualizza il buffer originale // e termina printf("\nAllocazione fallita); printf("\nBuffer iniziale:\n "); VisBuffInt(ptr, nro_val); }; continua …

25 C. Gaibisso La funzione realloc() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria24 continua … // se il ridimensionamento e avvenuto con successo // aggiorna il riferimento al buffer ptr = tmp; // visualizza il contenuto del buffer ridimensionato printf("\nAllocazione avvenuta con successo); printf("\nBuffer ridimensionato:"); VisBuffInt(ptr, new_nro_val); // rilascia la memoria allocata per il buffer free(ptr); return(1); }

26 C. Gaibisso La funzione realloc() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria25 Compilazione: Esecuzione:

27 C. Gaibisso La funzione realloc() e free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria26 Esecuzione:

28 C. Gaibisso Le funzioni calloc() e free() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria27 Esecuzione:

29 C. Gaibisso La funzione memcpy() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria28 Signature: void * memcpy(void * dest, void * src, int n) Modifiche allo stato della memoria: copia n byte dallindirizzo src allindirizzo dst Valore restituito: lindirizzo dest Direttive per il preprocessore: includere la direttiva #include per utilizzare la funzione

30 C. Gaibisso La funzione memcpy() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria29 // sorgente: Lezione_XVI\memcpy.c // illustra il corretto utilizzo dalla funzione memcpy() // inclusione del file di intestazione della libreria standard // che contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni // di funzioni e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro,costanti e dichiarazioni di funzioni di // interesse generale, per la gestione della memoria e delle stringhe #include // inizializza il contenuto di un buffer di interi con una sequenza pro- // gressiva di interi void InBuffInt(int *ptr, size_t dim) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) ptr[curs] = curs; }; continua …

31 C. Gaibisso La funzione memcpy() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria30 continua … // visualizza il contenuto di un buffer di interi void VisBuffInt(int *ptr, size_t dim) { // definisce la variabile necessaria a muoversi sul buffer size_t curs; // attraversa il buffer visualizzandone il contenuto for (curs = 0; curs <= dim-1; curs++) printf("\n%d", ptr[curs]); }; // alloca due buffer di interi, inizializza il I, lo visualizza e lo copia nel II. // Visualizza il contenuto del II e rilascia tutta la memoria allocata int main() { // definisce le variabili per il numero dei valori interi e per i // riferimenti ai due buffer size_t nro_val; int *ptr_1, *ptr_2; // inizializza la variabile per il numero di valori in entrambe i buffer printf("\nQuanti valori nei buffer? "); scanf("%u", &nro_val); continua …

32 C. Gaibisso La funzione memcpy() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria31 continua … // alloca memoria per i due buffer ptr_1 = (int *) realloc(NULL,nro_val*sizeof(int)); ptr_2 = (int *) realloc(NULL,nro_val*sizeof(int)); // controlla se lallocazione è avvenuta con successo if ((ptr_1 == NULL) || (ptr_2 == NULL)) { // se lallocazione è fallita rilascia la memoria allocata // e termina printf("\nAllocazione fallita"); if (ptr_1 != NULL) free(ptr_1); if (ptr_2 != NULL) free(ptr_1); return(0); }; // altrimenti inizializza il I buffer e lo visualizza printf("\nAllocazione avvenuta con successo\n"); InBuffInt(ptr_1, nro_val); printf("\nContenuto I Buffer:"); VisBuffInt(ptr_1, nro_val); continua …

33 C. Gaibisso La funzione memcpy() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria32 continua … // copia il I buffer nel II e lo visualizza ptr_2 = memcpy(ptr_2, ptr_1, nro_val*sizeof(int)); printf("\nContenuto II Buffer:"); VisBuffInt(ptr_2, nro_val); // rilascia la memoria per entrambe i buffer free(ptr_1); free(ptr_2); return(1); }

34 C. Gaibisso La funzione memcpy() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria33 Compilazione: Esecuzione:

35 C. Gaibisso La funzione memcpy() Programmazione di Calcolatori: allocazione dinamica della memoria34 Esecuzione: