Laborator 5 - Pointeri. Abordarea lucrului cu tablouri folosind pointeri
Obiectivele laboratorului
În acest laborator vom studia:
- stocarea datelor la o anumită adresă (reprezentare vizuală a variabilelor declarate în cod);
- pointeri în C: ce este un pointer, operatori utilizați în lucrul cu pointeri, cast-uri,
NULL; - atribuirea unei adrese unui pointer;
- interpretarea datelor din memorie;
- aritmetică cu pointeri;
- transmiterea parametrilor funcțiilor folosind pointeri;
- abordarea lucrului cu tablouri folosind pointeri.
Exerciții
- Pentru fiecare subpunct, realizați un program prin care să aflați/confirmați soluția.
1.1. Cât este valoarea adresei lui a după executarea codului de mai jos? Dar a lui b?
De ce primim segmentation fault dacă încercăm să dereferentiem pointerii?
Exemplu
int *a = 0x00;
int *b = a;
++a;
1.2. Citiți un vector v cu n elemente. Realizați un program care să printeze pe ecran, pe câte o linie, un element și adresa acestuia.
Exemplu
// exemplu de afișare pentru o linie
v[3] = 5, &v[3] = 0x123
Care este relația între adresele printate? Justificați.
1.3. Fie a o matrice cu n linii și m coloane, unde elemente sale sunt de tipul double. Folosind calcul de pointeri, setați un pointer double *p; să pointeze la a[2][3] (NU aveți voie să folosiți operatorul [] pentru a accesa respectivul element din matrice). Testați modificând elementul și comparând p cu adresa lui a[2][3].
- Scrieți o funcție care realizează citirea unui vector (dimensiune + elemente). Funcția va primi ca parametri:
- pointer către numărul de elemente
- pointer către primul element din vector
Tipul de return al funcției este void.
2.1. Cum arată semnătură? De ce primul parametru e tot un pointer?
2.2. Implementați funcția.
- Realizați o funcție care interschimbă două variabile de tip
int.
3.1. Ce tip trebuie să aibă cei 2 parametri și cum se va apela funcția?
3.2. Implementați funcția și demonstrați că funcționează.
Exemplu
int p = 3, q = 9;
// print p, q => 3, 9
swap_int(&p, &q);
//print p, q => 9, 3
- Realizați o funcție care interschimbă două variabile de tip
int *(pointer la întreg). Demonstrați că funcționează.
Exemplu
int *p = 0x123, *q = 0x456;
// print p, q => 0x123, 0x456
swap_ptr(&p, &q);
// print p, q => 0x456, 0x123
- Realizati funcția
my_memcpycare va copia un număr num de bytes dintr-o locație sursă (src) într-o locație destinație (dst).
Exemplu
void my_memcpy(void *dst, const void *src, int num);
5.1. De ce dst si src sunt pointeri la void*?
5.2. De ce src pointează către o zonă constantă de memorie? De ce nu se întâmplă același lucru și pentru dst?
5.3. Implementați și testați funcția folosind mai multe tipuri de date.
Exemplu
// exemplu cu int
int a = 123; // initializat
int b; // neinitializat
my_memcpy(&b, &a, sizeof(a));
// print b
// exemplu cu vector de int
int src[100] = {1, 2, 3}; // initializat
int dst[100]; // neinitializat
my_memcpy(dst, src, sizeof(src));
// afisare elemente din vector destinatie
// exemplu cu vector de double
int n;
double src[100];
// scanf n, src => initializare
double dst[100]; // neinitializat
my_memcpy(dst, src, n * sizeof(double));
// afisare elemente din vector destinatie
- [BONUS] În reprezentarea unui număr întreg pe mai mulți octeți (de exemplu un
short intsau unint), se pune problema de ordine pentru octeți în memorie. Astfel, există două moduri de reprezentare:
- Big-endian (în care primul octet din memorie este cel mai semnificativ)
- Little-endian (în care primul octet din memorie este cel mai puțin semnificativ)
Mai multe informații aici: https://www.techtarget.com/searchnetworking/definition/big-endian-and-little-endian
Se cere să se scrie un program (oricât de simplu) care să determine endianness-ul calculatorului pe care este compilat și rulat. Să se afișeze un mesaj corespunzător pe ecran.
Studiu de caz
Pentru aprofundarea lucrului cu pointeri și înțelegerea mai bună a conceptelor prezentate în acest laborator, vă recomandăm să parcurgeți acasă toate materialele din arhiva demo_ptr.zip de pe moodle. Aceasta conține exerciții rezolvate și explicate, dar și alte programe demonstrative.