Динамическое распределение памяти
Курсовая работа по дисциплине основы алгоритмизации и программирования студента Золин А.С.
Министерство высшего и профессионального образования РФ
Уральский государственный технический университет
Радиотехнический факультет
Кафедра “Автоматика и информационные технологии”
Екатеринбург 2000
Введение
Целью работы является демонстрация работы с динамической памятью на примере программ разработанных к заданиям 2, 6, 8, 10, 12, 14, 16 из методического указания [1].
Динамическое распределение памяти предоставляет программисту большие возможности при обращении к ресурсам памяти в процессе выполнения программы, и корректная работа программы с динамической памятью в существенной степени зависит от знания функций для работы с ней.
Руководство пользователя
Задание №2
Для того чтобы убедиться что для каждого из однобайтовых данных в куче выделено 16 байт т.е. 1 параграф нужно сравнить три адреса, которые появяться на экран в рез-те действия этой программы. Если числа в этих адресах стоящие до двоеточия увеличиваютя (от первого к последнему) на еденичку, то это означает что на каждый блок выделен один параграф в куче = 16 байт. Для получения этих адресов в отладчике достаточно нажать Alt+F4 (в режиме отладчика) затем в появившемся запросе ввести *x появится меню, вверху которого и будет нужный адрес, аналогично для *y, *z.
Задание №6
Программа выделяет память под 20 переменных типа int, заполняет их случайными числами из интервала [-3;7] и выводит их на экран.
Задание №8
Программа хранит матрицы в виде двух структур:
Struct Matr1{int m, n; int *ptr};
Struct Matr2{int m, n; int **ptr};
И выделяет память под них с помощью следующих функций:
Int DinMatr1(Matr1 *matr);
Int DinMatr2(Matr2 *matr);
Задание №10
Программа получает с клавиатуры натуральные числа, сохраняя их в куче, конец ввода – число 0. По окончании ввода числа выводятся на экран.
Задание №12
Программа вычисляет октоэдрическую норму матрицы произвольных размеров.
Задание №14
Программа вычисляет общий размер свободной кучи.
Задание №16
Программа выполняет считывание матрицы произвольных размеров из файла (разделителями являются пробелы), вывод этой матрицы на экран, а также запись в файл.
Руководство программиста
В этом разделе будут приведены листинги программ с комментариями.
Задание №2
#include
#include
#include
int main(void)
{
char *x,*y,*z; //Объявление переменных
x=(char *)malloc(sizeof(char)); //Выделение динамической памяти для *x
y=(char *)malloc(sizeof(char)); // --//-- *y
z=(char *)malloc(sizeof(char)); // --//-- *z
clrscr(); // Очистка экрана
printf("Adress of *x=%pn",x); // Вывод на экран адреса начала блока для *x
printf("Adress of *y=%pn",y); // --//-- *y
printf("Adress of *z=%pn",z); // --//-- *z
free (z); // Освобождение блока выделенного для *z
free (y); // --//-- *y
free (x); // --//-- *x
/*
Для того чтобы убедиться что для каждого из однобайтовых данных в куче
выделено 16 байт т.е. 1 параграф нужно сравнить три адреса, которые поя-
вяться на экран в рез-те действия этой программы. Если числа в этих адресах
стоящие до двоеточия увеличиваютя (от первого к последнему) на еденичку, то
это означает что на каждый блок выделен один параграф в куче = 16 байт.
Для получения этих адресов в отладчике достаточно нажать Alt+F4 (в режиме
отладчика) затем в появившемся запросе ввести *x появится меню, вверху
которого и будет нужный адрес, аналогично для *y, *z.
*/
return 0;
}
Задание №6
#include
#include
#include
#include
#include
//N_var - число элементов массива
#define N_var 20
main()
{
clrscr();
//Инициализация генератора случ. чисел
randomize();
int *mas;
//Выделение памяти под массив
if (!(mas=(int *)malloc(sizeof(int )*N_var)))
{
printf ("Не достаточно памяти для выделения массиваn");
exit (1);
}
//Заполнение массива случ. числами в диапазоне от -3 до 7 с одновременным
//выводом на экран
for (int i=0;i { mas[i]=random(11)-3; printf("N=%i %in",i,mas[i]); } //Освобождение
памяти из под масси ва free (mas); return 0; } Задание
№8 #include #include #include #include //Структура
Matr1, которая содержит размеры матрицы, а также одномерный //массив
элементов матрицы и функцию для задания размеров матрицы struct Matr1{ int m,n; int *ptr; void
SetRazm(int mm,int nn) { m=mm; n=nn; } }; //Структура
Matr1, которая содержит размеры матрицы, а также двумерный //массив
элементов матрицы и функцию для задания размеров матрицы struct Matr2{ int m,n; int **ptr; void
SetRazm(int mm,int nn) { m=mm; n=nn; } }; int DinMatr1 (Matr1 *matr); //функция выделения памяти для Matr1 int DinMatr2
(Matr2 *matr); //функция
выделения памяти для Matr2 void
FreeMatr1(Matr1 *matr); //функция
освобождения памяти из под Matr1 void
FreeMatr2(Matr2 *matr); //функция
освобождения памяти из под Matr2 main() { clrscr(); Matr1 M1; //Создание экземпляра Matr1 Matr2 M2; //Создание экземпляра Matr2 M1.SetRazm(2,2); //Задание размеров Matr1 M2.SetRazm(2,2); //--//--
Matr2 if (!DinMatr1(&M1)) //Выделение
памяти для Matr1 { printf("Не хватает памяти под M1n"); exit (1); } if
(!DinMatr2(&M2)) //--//-- Matr2 { printf("Не хватает памяти под
M2n"); exit (1); } FreeMatr1 (&M1); //Освобождение памяти из под Matr1 FreeMatr2 (&M2); //--//-- Matr2 return 0; } int DinMatr1 (Matr1 *matr) { if
(!((matr->ptr)=(int *)malloc(sizeof(int)*(matr->m)*(matr->n)))) return
0; return 1; } int DinMatr2 (Matr2 *matr) { if
(!(matr->ptr=(int **)malloc(sizeof(int *)*(matr->m)))) return 0; for (int
i=0;i { if
(!(matr->ptr[i]=(int *)malloc(sizeof(int)*(matr->n)))) return 0; } return 1; } void FreeMatr1(Matr1 *matr) { if
(matr->ptr) free (matr->ptr); } void FreeMatr2(Matr2 *matr) { for (int
i=0;i { if
(matr->ptr[i]) free(matr->ptr[i]); } if
(matr->ptr) free(matr->ptr); } Задание
№10 #include #include #include #include main() { clrscr(); char **mas; int c,m=0,n=0; mas=(char **)malloc(sizeof(char *)); //Выделение памяти под первое число mas[0]=(char *)malloc(sizeof(char)); //Выделение памяти под первую позицию //цифры в числе printf ("Intputn"); while ((c=getch())-"0") //Пока
не ввели 0 { if (c==13) //При
нажатии Enter выделение памяти { //под новое число mas[m][n]=0; m++; if
(!(mas=(char **)realloc(mas,sizeof(char *)*(m+1)))) { printf ("Не хватает памятиn"); exit(1); } n=0; putch(10); //Перевод
карретки и перевод строки putch(13); //при
выводе на экран } if ((c<"0")||(c>"9")) continue; //Проверка
на ввод только цифр if ((!n)&&(m)) //Выделение памяти под первую позицию { //в следующем числе if(!(mas[m]=(char
*)malloc(sizeof(char)) )) { printf ("Не хватает памятиn"); exit(1); } } mas[m][n]=c; //Занесение цифры на нужную позицию n++; //в число if (n) //Выделение памяти под следующую { //позицию в числе if (!(mas[m]=(char
*)realloc(mas[m],sizeof(char)*(n+1)))) { printf ("Не хватает памятиn"); exit(1); } } putch (c); //Вывод цифры на экран } printf
("Outputn"); for (int
i=0;i //Вывод всех
чисел на экран for (i=0;i //Освобождение памяти if (mas)
free(mas); return 0; } Задание
№12 #include #include #include #include struct Matr{ int m,n; double **ptr; void
SetRazm(int mm,int nn) { m=mm; n=nn; } }; int DinMatr (Matr
*matr); //функция выделения памяти для Matr void
FreeMatr(Matr *matr); //функция освобождения памяти из под
Matr void Setelem(Matr *matr,double M[3][3]); //функция
заполнения матрицы элементами double
OctNorm(Matr *matr); //функция вычисления нормы матрицы main() { clrscr(); double
M_[3][3]={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}}; Matr M; M.SetRazm(3,3); if
(!DinMatr(&M)) { printf ("Не хватает памяти для
матрицыn"); exit(1); } Setelem(&M,M_); printf
("%fn",OctNorm(&M)); FreeMatr(&M); return 0; } int DinMatr (Matr *matr) { if
(!(matr->ptr=(double **)malloc(sizeof(double *)*(matr->m)))) return 0; for (int
i=0;i { if
(!(matr->ptr[i]=(double *)malloc(sizeof(double)*(matr->n)))) return 0; } return 1; } void FreeMatr(Matr *matr) { for (int
i=0;i { if
(matr->ptr[i]) free(matr->ptr[i]); } if
(matr->ptr) free(matr->ptr); } void Setelem(Matr *matr,double M[3][3]) { for (int
i=0;i { for (int
j=0;j } } double OctNorm(Matr *matr) { double max=0; double a=0; for (int
i=0;i { max+=matr->ptr[i][0]; } for (int
j=0;j { for
(i=0;i { a+=matr->ptr[i][j]; } if (a>max)
max=a; a=0; } return max; } Задание
№14 #include #include #include #include void main(void) { long N=1; char *A; A=(char *)calloc(N,1024); //Выделение в куче места do { free(A); //Освобождение
массива A=(char *)calloc(N,1024); //Выделение памяти под больший массив N++; //Увеличение счетчика } while(A!=NULL); //Продолжать пока
память выделяется printf("nMaximum size of heap
N=%iKb",N);//Вывод результатов } Задание
№16 #include #include #include #include #include struct MATR { int n,m; double **ptr; int read_(char
name[80]) { FILE
*pf; int
i=0,j=0; char c; char
num[10]; int
pos=0,flag=1; m=0; n=0; if
(!(pf=fopen(name,"rt"))) return 0; ptr=(double
**)malloc(sizeof(double *)); ptr[0]=(double
*)malloc(sizeof(double)); while
((c=fgetc(pf))!=EOF) { if
(((c>="0")&&(c<="9"))||(c==".")) { num[pos]=c; pos++; flag=1; } if ((c==" ")&&(flag)) { flag=0; num[pos]=0; ptr[i][j]=atof(num); j++; ptr[i]=(double
*)realloc(ptr[i],sizeof(double)*(j+1)); pos=0; } if ((c=="n")&&(flag)) { flag=0; num[pos]=0; ptr[i][j]=atof(num); i++; ptr=(double
**)realloc(ptr,sizeof(double *)*(i+1)); ptr[i]=(double
*)malloc(sizeof(double)); j=0; pos=0; } if (i>n) n=i; if (j>m) m=j; } n--; fclose
(pf); return
1; } void free_() { for(int
i=0;i<=n;i++) free(ptr[i]); free (ptr); } void print_() { for (int
i=0;i<=n;i++) { for (int
j=0;j<=m;j++) { printf
("%8.3f ",ptr[i][j]); } printf
("n"); } } int
write_(char name[80]) { FILE *pf; if
(!(pf=fopen(name,"wt"))) return 0; for (int
i=0;i<=n;i++) { for (int
j=0;j<=m;j++) { fprintf
(pf,"%f ",ptr[i][j]); } fprintf
(pf,"n"); } fclose (pf); } }; void main() { clrscr(); MATR A; A.read_("C:mas.txt"); A.print_(); A.write_("C:out.txt"); A.free_(); } Список литературы
Трофимов С.П.
Программирование в Си. Динамическое распределение памяти: Метод. указания. Екатеринбург: изд-во УГТУ,
1998. Трофимов С.П.
Программирование в Си. Организация ввода-вывода: Метод. указания. Екатеринбург: изд-во УГТУ,
1998. Хинт К. Си без
проблем. Руководство пользователя. М.: Бином, 1997. Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://www.ed.vseved.ru/