Динамическое распределение памяти
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”
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.
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.
Программа выделяет память под 20 переменных типа int, заполняет их случайными числами из интервала [-3;7] и выводит их на экран.
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);
Программа получает с клавиатуры натуральные числа, сохраняя их в куче, конец ввода – число 0. По окончании ввода числа выводятся на экран.
Программа вычисляет октоэдрическую норму матрицы произвольных размеров.
Программа вычисляет общий размер свободной кучи.
Программа выполняет считывание матрицы произвольных размеров из файла (разделителями являются пробелы), вывод этой матрицы на экран, а также запись в файл.
В этом разделе будут приведены листинги программ с комментариями.
Задание №2
#include <stdio.h>
#include <alloc.h>
#include <conio.h>
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=%p\n",x); // Вывод на экран адреса начала блока для *x
printf("Adress of *y=%p\n",y); // --//-- *y
printf("Adress of *z=%p\n",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 <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <alloc.h>
#include <process.h>
#include <stdlib.h>
//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 массива\n");
exit (1);
}
//Заполнение массива случ. числами в диапазоне от -3 до 7 с одновременным
//выводом на экран
for (int i=0;i<N_var;i++)
{
mas[i]=random(11)-3;
printf("N=%i %i\n",i,mas[i]);
}
//Освобождение памяти из под масси ва
free (mas);
return 0;
}
Задание №8
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <alloc.h>
#include <process.h>
//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 M1\n");
exit (1);
}
if (!DinMatr2(&M2)) //--//-- Matr2
{
printf("Не хватает памяти под M2\n");
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<matr->m;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<matr->m;i++)
{
if (matr->ptr[i]) free(matr->ptr[i]);
}
if (matr->ptr) free(matr->ptr);
}
Задание №10
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <alloc.h>
#include <process.h>
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 ("Intput\n");
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 памяти\n");
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 памяти\n");
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 памяти\n");
exit(1);
}
}
putch (c); //Вывод цифры на экран
}
printf ("Output\n");
for (int i=0;i<m;i++) printf ("%s\n",mas[i]);
//Вывод всех чисел на экран
for (i=0;i<m;i++) if (mas[i]) free(mas[i]);
//Освобождение памяти
if (mas) free(mas);
return 0;
}
Задание №12
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <alloc.h>
#include <process.h>
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 матрицы\n");
exit(1);
}
Setelem(&M,M_);
printf ("%f\n",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<matr->m;i++)
{
if (!(matr->ptr[i]=(double *)malloc(sizeof(double)*(matr->n)))) return 0;
}
return 1;
}
void FreeMatr(Matr *matr)
{
for (int i=0;i<matr->m;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<matr->m;i++)
{
for (int j=0;j<matr->n;j++) (matr->ptr[i][j])=M[i][j];
}
}
double OctNorm(Matr *matr)
{
double max=0;
double a=0;
for (int i=0;i<matr->m;i++)
{
max+=matr->ptr[i][0];
}
for (int j=0;j<matr->n;j++)
{
for (i=0;i<matr->m;i++)
{
a+=matr->ptr[i][j];
}
if (a>max) max=a;
a=0;
}
return max;
}
Задание №14
#include <stdio.h>
#include <alloc.h>
#include <conio.h>
#include <process.h>
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 <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <alloc.h>
#include <process.h>
#include <stdlib.h>
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_();
}
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/
Дата добавления: 22.02.2003
