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5/19/2018 ESINF - Structures of Information

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Estruturas de Informao

Departamento de Engenharia Informtica (DEI/ISEP)

Ftima Rodrigues

[email protected]

Aspectos Essenciais em C++


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Referncias


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Operador de Referncia &

Uma declarao de varivel associa trs atributos fundamentais varivel: nome, tipo, endereo de varivel

int n ;

n

int n = 44 ;

00064fdf0

int

00064fdf0

3

n

Em C++ possvel obter o endereo de uma varivel utilizando ooperador referncia &

int

44

voidmain()

{ int n = 44 ;

cout


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Referncias

Uma referncia um nome alternativo (alias) para outra varivelTipo& nome-ref = nome-var

voidmain (){

int n = 44 ;

int& rn = n ; // rn sinnimo de n

cout


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Passagem de Parmetros


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Passagem de Parmetros por Valor

void troca(int x, int y)

{

int temp = x;

x = y;

y = temp;

}

voidmain()

{

int a = 1, b = 2;

6

,

cout


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Passagem de Parmetros por Referncia

voidtroca(int& x, int& y)

{

int temp = x;

x = y;

y = temp;

}

voidmain()

{

int a = 1, b = 2;

troca(a, b);

7

cout


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Passagem de Parmetros por Referncia

Constantevoidtroca (const int& x, const int& y)

{

int temp = x ;

x = y ; // ERRO: obj. const. no admite atribuies

y = temp ; // ERRO: idem}

O parmetro formal substitui o actual, mas como constante, no

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a m te a tera o e va or

Caso no se pretenda alterar o valor do parmetro actual usa-se:Passagem por valor no caso de tipos de dados primitivosPassagem por referncia constante para tipos de dados no

primitivos, tipos de dados que ocupem grande quantidade deespao de armazenamento, pois a passagem por referncia impedeque o argumento seja duplicado


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Valores de Retorno


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Valores de Retorno

Um tipo de retorno de uma funo pode ser uma referncia desde queo valor devolvido seja um lvalue no local funo

intmax (int& m, int& n) //tipo de retorno uma referncia

{ return (m > n ? m : n) ; //m e n so referncias no locais}

Quando devolvido um valor (objecto), aquilo que devolvido

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copiado no ambiente de retorno, recorrendo-se ao construtor cpia

Por questes de eficincia, no caso da devoluo de tipos noprimitivos, no se deve usar o retorno por valor mas o retorno por

referncia, para se evitar a invocao do construtor cpia

S podemos devolver referncias de objectos globais funo


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Funes que retornam referncias

Exemplo:

int v[5] = {2,4,6,8,10};

int& elemento(int i)

{

return v[i];

}

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voidmain ()

{

elemento(3) = 7; // mesmo que v[3] = 7

elemento(3)++ ; // mesmo que v[3]++

}

Permite que funes apaream do lado esquerdo de atribuies!H um alis entre a funo e o objecto que ela devolve, noexemplo possvel alterar um valor de uma posio do vectorinvocando elemento(i)++


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Apontadores


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Variveis Dinmicas

Algumas Linguagens de Programao permitem ao programadorexplicitamente criar/destruir variveis durante a execuo doprograma

A rea de armazenamento destas variveis - variveis dinmicas - a Heap

Ao contrrio das variveis normais, as variveis dinmicas no

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,

no tem sequer um identificador

Uma varivel dinmica sempre acedida atravs de uma varivelapontador


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Apontadores e Endereos

Um apontador uma varivel que contm o endereo de um objectoem memria (varivel, elemento de array, etc.)Ex:

int* pn = &n ; //pn um apontador que contm o endereo de um inteiro

00064fdf0

44n

14

voidmain(){ int n = 44 ;

cout


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Operador new

int* pn ;

Declara um apontador para inteiro, ou seja, atribui um endereo a pn,mas a memria nesse endereo ainda no est alocada, logo pn no

aponta para nenhuma memria alocada e portanto no pode seracedido

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operador new

pn = new int ;

Uma varivel dinmica do tipo int criada, e o seu endereo colocado no apontador pn


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Operador de Desreferncia

Se pn apontar para n podemos aceder o valor de n atravs de pn

A expresso *pn ser avaliada como o valor de n, ou seja, ocontedo do apontado por pn

Aceder ou modificar a varivel dinmica criada feito atravs doapontador pn usando o operador *int* pn = new int ;

*pn = 7 ; // coloca 7 na varivel dinmica

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cin >> *pn ; // l do teclado o valor a armazenar na varivel dinmica

if (*pn == 0) // testa se a var. dinmica contm 0

voidmain()

{ int n = 44 ;

cout


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Apontadores com zero e por inicializar

A nica constante que faz sentido atribuir a um apontador 0 (zero),para significar que no est a apontar para nada (porque garantidoque 0 no endereo vlido para dados)

-Podem-se comparar apontadores com a constante 0

double* p = new double ;

if (p == 0) abort() ;

else *p = 3.14159 ;

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Se um apontador ainda no foi inicializado, no se pode aceder aoobjecto apontado (com operador desreferncia *)

float *p ; // p um apontador para float, no inicializado !

*p = 1.0 ; // Erro: p no foi alocado

float x;

float* p = &x; // OK: inicializa p com endereo de x

float* q;

q = new float; // OK: aloca memria para 1 float

*q = 3.14159 ; // OK: *q foi alocado


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Apontadores para Apontadores

A varivel ppn aponta para pn, que aponta para n. Assim *ppn umalis para pn, da mesma maneira que *pn um um alis para n, logo

int** ppn = &pn

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**ppn tambm um alis para n

voidmain()

{ int n = 44 ;

cout


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Exemplo de manipulao de apontadores

int x = 1, y = 2;

int *p, *q;

p = &x;

q = p;

y = *p;

se paponta para x, *p

pode ocorrer em

qualquer contexto em

que xpoderia ocorrer

// p e q so apontadores para int

// coloca em p o endereo de x

// p agora aponta para x

// copia para q o contedo de p

// q agora tambm aponta para x

// coloca em y o valor do objecto apontado por p

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*p = -1;

(*q)++;

y agora vale 1

// coloca no objecto apontado por p o valor -1

// x agora vale -1

// incrementa o valor do objecto apontado por q

// x agora vale 0


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Valores vlidos para um Apontador

Um apontador pode obter um valor vlido por:1. Cpia de outro apontador

Por atribuio Por passagem de parmetro

2. Atribuio do endereo de um objecto Aplicao do operador unrio & a um objecto Valor retornado pelo operador new

int var1 = 8 ;

=

int var1 = 8 ;

int var2 = 15

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int *ap1, *ap2 ;

ap1 = &var1 ;

ap2 = &var2 ;

cout


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Apontadores para Objectos

class Ponto{

public:

double x;

double y;

}

Ponto* p = new Ponto ;

(*p).x = 22 ; // equivalente a p->x = 22 ;

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Como p um apontador para um objecto Ponto, *p um objecto Ponto

(*p).x acede ao seu membro x

So necessrios parntesis na expresso (*p).x pois o operador directode seleco de membro . tem precedncia sobre o operadordesreferncia *

As duas notaes (*p).x e p->x so equivalentes


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Arrays


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Declarao de Arrays

int a[10];

o tamanho do array uma constante do tipo inteiro positivo

o smbolo a armazena o endereo de memria do array

Array de dimenso n uma sequncia de objectos do mesmo tiponumerados consecutivamente de 0, , n-1

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ou outro tipo qualquer elementos deste array: a[0] , a[1], ...., a[9]

a:a[0]

a[exp] pode ocorrer em qualquer contexto em que uma variveldo tipo int poderia ocorrer

a[3] a[9]


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Inicializao de arrays

floatponto[2] = {1.0, 3.0};

o mesmo que

floatponto[2];

ponto[0] = 1.0;

ponto[1] = 3.0;

char se aradores 3 = ' ' ' n' ' t'

indicar lista de valores iniciaisentre chavetas (s ao declarar

o array!)

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o mesmo que

char separadores[] = {' ', '\n', '\t'};

int a[4] = {3, 5};

o mesmo que

int a[4] = {3, 5, 0, 0};

o compilador calcula otamanho

os valores em falta socolocados a zero


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Cpia e Comparao de Arrays

No se pode usar o operador de atribuio (=) com arrays para copiaro contedo de um array para outro array ( necessrio copiarelemento a elemento)

int a[2], b[2];...

a = b; // ERRADO!

a[0] = b[0]; a[1] = b[1]; // OK!

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No se podem usar os operadores de comparao (== !=) comarrays para comparar os contedos de dois arrays ( necessriocomparar elemento a elemento)

if (a == b) // No compara contedos mas endereos!!

if (a[0] == b[0] && a[1] == b[1]) // OK!!


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Arrays e Funes

Uma funo no pode retornar um array (i.e., o tipo de retorno nopode ser array)

No possvel passar um array por valor a uma funo

Uma funo pode ter argumentos do tipo array, mas estes sosempre passados "por referncia"

-Usar o qualificador const quando se pretende que o array

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passa o n o se a a era o pe a un o

-O comprimento do array pode ser omitido na declarao de umargumento do tipo array - a funo pode receber um array dequalquer comprimento !

no caso de arrays de arrays, s o 1 comprimento pode seromitido


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Arrays e Funes

int somatorio (int a[], int n){ int sum = 0 ;

for (int i=0; i < n; i++)sum += a[i] ;

return sum ;}

intmain (){ int a[] = {11, 33, 55, 77} ;

Uma funo incapaz de calcularo tamanho de um array a elapassado

O tamanho do array tem de serpassado explicitamente funoque o processa

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int size = sizeof(a)/sizeof(int) ;cout


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Arrays Multi-dimensionais

int a[3][4];

a um array de 3 arrays de 4 inteiros

int a[3, 4];

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a[][0] a[][1] a[][2] a[][3]

a[0][3]

a[0][]

a[1][]

a[2][]

a[0, 3]


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Inicializao de arrays (cont.)

Inicializao de arrays de caracteres com strings literais:

char s[4] = "Ola";

o mesmo que

char s[4] = {'O', 'l', 'a', '\0'};

marca fim da string

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Tambm se pode escrever:

char s[] = "Ola";

int a[2][3] = {{0, 1, 1}, {2, 3, 2}};

Inicializao de arrays de arrays


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Operaes com Apontadores para Eltos de Arrays

int a[4];

int *p = &a[2];

Pode-se somar ou subtrair um inteiro a um apontador

-pointer+ n : avana n elementos do tipo apontado porpointer

-pointer - n : recua n elementos do tipo apontado porpointer

-p+1 d &a[3]

a: a[2]

p:

30

Pode-se incrementar ou decrementar um apontadorp++; //p fica com &a[3]

Podem-se subtrair apontadores do mesmo tipo (d a distncia entreeles, em n de elementos do tipo apontado)

p - &a[0] d 2

Podem-se comparar apontadores do mesmo tipo

p > &a[0] d true


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Relao entre apontadores e arrays

O nome de um array pode ser usado como apontador para o seuprimeiro elemento

int a[4] = {1, 2, 3, 4};

int *p = a ; // mesmo que: int *p = &a[0]p = a + 2 ; // mesmo que: p = &a[0] + 2 ou ainda: p = &a[2]

Quando se passa um array a uma funo, de facto passa-se (por valor)

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Na declarao de argumentos da funo, pode-se escrevervoid geravalores (int ap[])

ou equivalentemente (tornando explcito o que se passa na realidade)

void geravalores (int *ap)

Pode-se usar a notao indexada com apontadores

p[1] = 2; // mesmo que: *(p+1) = 2;


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Apontadores para percorrer Arrays

mesmo que *(&a[0] + i)

O operador[] equivalente ao

operador desreferncia *

intprocura (int x, const int a[], int n){

for (int i = 0; i < n; i++)

if (x == a[i] )

return i;

return -1;

}

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intprocura (int x, const int a[], int n){

for (const int *p1 = a , *p2 = a + n; p1 < p2; p1++)

if (x == *p1)

return p1 - a;

return -1;

}mesmo que a[i]


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Apontadores para Arrays

Apontador para elemento de array Apontador para array(embora s vezes se fale em apontador para array querendo significarapontador para o 1 elemento do array - o endereo o mesmo mas otipo diferente)

Apontadores para arrays surgem quando se trabalha com arrays dearrays

int a[2][3];

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int (*p1)[3]; // p1 apontador para array de 3 int's// lgica: *p1 um array de 3 inteiros

p1 = a; // mesmo que p1 = &a[0]

// p1 fica a apontar para o 1 sub-array de a

int *p2; // p2 um apontador para inteiro (que por acaso pode ser um// elemento de um array)

p2 = *p1 // p2 fica a apontar para a[0][0]


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Alocao e libertao dinmica de memria

new tipo - cria um objecto do tipo indicado e retorna o seu endereo,ou 0 em caso de erro

-objecto fica alojado numa zona de memria dinmica chamada"heap"

-pode-se inicializar objecto com: new tipo (valor-inicial)-endereo retornado deve ser atribudo a apontador do tipo: tipo *

-destruir objecto (libertando memria) com: delete apontador ;

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new tipo [tamanho] - cria um array de objectos do tipo e tamanhoindicados e retorna o endereo do 1 objecto do array

-endereo retornado deve ser atribudo a apontador do tipo: tipo *

-destruir array (libertando memria) com: delete [ ] apontador ;

-til para criar arrays de tamanho conhecido apenas durante aexecuo do programa !

-Quando as posies de memria inicialmente alocadas a um arrayso esgotadas necessrio re-alocar novo bloco de memria


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Exemplo com Arrays Dinmicos!

#include

using namespace std ;

main()

{

int n;

cout > n;

int *v = new int [n] ;

" "

Array dinmico,alocado em tempo de

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for (int i = 0; i < n; i++)cin >> v[i] ;

cout = 0; i--)

cout


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Re-Alocao de memria

#include using namespace std ;

voidmain(){ charpt ;int i=0, ind=0, cap=10 ;char *v = new char [cap] ;

cout > pt ;while (pt != '*'){if (i < cap)

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v[i] = pt ;

i++ ; }else // realoca o dobro do espao{

cap *= 2 ;char* novoarr = new char [cap] ;

for (int j = 0 ; j < i ; ++j) //copia array v para o novonovoarr[j] = v[j] ;

delete [] v ; //liberta a memria

v = novoarr ; }cout > pt;

}

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