Estruturas de Dados

Capítulo 3
Parte 2:
Alocação Dinâmica de Memória

3.1 As Funções de Alocação Dinâmica de Memória em "C"

Já visto até agora:

Constantes são "codificadas" dentro do código objeto de um programa em tempo de compilação.
Variáveis globais (estáticas) têm a sua alocação codificada em tempo de compilação e são alocadas logo que um programa inicia a execução.
Variáveis locais em funções (ou métodos) são alocadas através da requisição de espaço na pilha (stack).

Para entender, veja este exemplo de um programa e o esquema de alocação de demória que vai ocorrendo. O linhde código que está sendo executada esta sempre em vermelho:

Ao ser inciada e execução:

#include <stdio.h>

char *a, *b;

int func_A ()
{
int local1, local2;
- - -
}

void func_B ()
{
int localA, localB;
localA = func_A();
localB = func_A();
}

main ()
{
a = "Essa aula é legal";
b = "Será mesmo?"
func_B();
}

Ao serem atribuídas as variáveis estáticas
(neste caso como ponteiros):

#include <stdio.h>
char *a, *b;

int func_A ()
{
int local1, local2;
- - -
}

void func_B ()
{
int localA, localB;
localA = func_A();
localB = func_A();
}

main ()
{
a = "Essa aula é legal";
b = "Será mesmo?"
func_B();
}

Logo após a chamada de func_b:

#include <stdio.h>
char *a, *b;

int func_A ()
{
int local1, local2;
- - -
}

void func_B ()
{
int localA, localB;
localA = func_A();
localB = func_A();
}

main ()
{
a = "Essa aula é legal";
b = "Será mesmo?"
func_B();
}

Logo após a chamada de func_A a partir de func_B:

#include <stdio.h>
char *a, *b;

int func_A ()
{
int local1, local2;
- - -
}

void func_B ()
{
int localA, localB;
localA = func_A();
localB = func_A();
}

main ()
{
a = "Essa aula é legal";
b = "Será mesmo?"
func_B();
}

Observe que, pós a execução de func_A, memoria no stack será liberada e o fluxo de programa voltará para a func_B, que por sua vez, chamará func_A de nov, o que provocará uma nova alocação de memória idêntica à realizada na primeira chamada.

Alocação Dinâmica em "C"

A memória alocada pelas funções de alocação dinâmica é obtida do heap.
O heap é a região de memória livre que se encontra entre o programa (com a área de armazenamento permanente) e a pilha (stack).
O tamanho do heap é, a princípio, desconhecido do programa.

Função malloc():

Protótipo:

void *malloc(size_t número_de_bytes);

Detalhes :

Devolve um ponteiro do tipo void (sem tipo) para o início (1º byte) da área de memória alocada.
Isto significa que o valor deste ponteiro pode ser atribuído a qualquer variável do tipo ponteiro.

Para isto deve ser utilizado sempre um typecasting.

Ex.: se x é ponteiro para inteiro então explicitar isto com

x = (int *) malloc( sizeof(int) );

número_de_bytes é a quantidade de bytes alocada.
Se a memória for alocada no topo do heap, o heapPointer é atualizado (incrementado de número_de_bytes).
O tipo size_t é definido em stdlib.h.

Modelagem da estrutura

Modelagem da Lista

Pseudo-código:

constantes Maxlista = 100;

tipo Lista {

caracter *dados[Maxlista];

" Vetor de ponteiros para char "

inteiro ultimo;

};

Importante: Observe que criando uma variável do tipo Lista você não vai estar alocando memória para os strings a serem lidos, apenas para os ponteiros para eles.

Exercício Nº 2:
Trabalho com Passagem de Parâmetros

Agora você vai fazer um programa que manipula mais de uma lista.
O programa fará isto com um único conjunto de funções e passagem das diversas listas como parâmetros.
Como aplicação imaginemos um sistema de contabilidade simples.
Você vai ter um Plano de Contas constituído por duas listas: débitos e créditos.
O mesmo conjunto de funções (que você já implementou) vai poder ser utilizado para isso: você somente precisa ampliar o conjunto de parâmetros da função para passar por referência também a lista que você quer alterar.
A passagem de parâmetro da lista deve ser por referência porque você deseja que as alterações sejam persistentes.

Modelagem de um Lancamento

Cada lista de débitos ou créditos é constituida de um lançamento. O lançamento possui:
Um valor real (positivo).
Um nome, por exemplo "pagar proteção à Mafia"
Estrutura:

tipo Lancamento {

caracter *nome;

"ponteiro para char alocado no heap"

real valor;

};

Modelagem de um tipo Lista para
Débitos ou Créditos

Pseudo-código:

constantes Maxlista = 100;

tipo ListaContabil {

Lancamento dados[Maxlista];

" Vetor de Estrutura Lançamento "

inteiro ultimo;

};

Importante: Observe que criando um vetro de lancamentos, você não vai estar reservando memória para os nomes destes, pois o campo nome é só ponteiros. Lembre-se de alocar.

Usando (pseudo código)

Crie variáveis globais:

ListaContabil debitos, creditos;

Passe estas variáveis como parâmetro por referência:

adiciona(&debitos, nomeLanc, valorLanc)

Cabeçalho:

Inteiro FUNÇÃO adiciona(ListaContabil *plano;

caracter *nome;

real valor)

Importante: nome é passado como ponteiro para caracter. Use um buffer global para ler o nome do lancamento do usuário.

Desenho

Usando (código C)

Referencie diferentemente se estiver usando ponteiros para a lista ou a lista diretamente:

ListaContabil debitos, creditos;

debitos.dados[2].valor = 5.0;

strcpy(debitos.dados[2].nome, buffer);

Dentro das funções:

Suponha: ListaContabil *ponteiro

e ponteiro = &debitos;

ponteiro->dados[2].valor = 5.0;

strcpy(ponteiro->dados[2].nome, buffer);