Министерство высшего и профессионального образования РФ Уральский государственный технический университет Радиотехнический факультет Кафедра “Автоматика и информационные технологии” Динамическое распределение памяти Курсовая работа по дисциплине основы алгоритмизации и программирования Выполнил: студент Золин А. С. группа Р-290Б Проверил: Трофимов С. П. Дата: Екатеринбург 2000 Содержание Содержание 2 Введение 3 Руководство пользователя 4 Задание №2 4 Задание №6 4 Задание №8 4 Задание №10 4 Задание №12 4 Задание №14 4 Задание №16 4 Руководство программиста 5 Задание №2 5 Задание №6 5 Задание №8 6 Задание №10 8 Задание №12 10 Задание №14 11 Задание №16 12 Библиографический список 15 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=%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 #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 массива\n"); 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 %i\n", 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 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; im; 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; im; 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 ("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'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 //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 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; im; i++) {
if (! (matr->ptr[i]=(double *)malloc(sizeof(double)*(matr->n)))) return 0; } return 1; } void FreeMatr(Matr *matr) { for (int i=0; im; 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; im; i++) { for (int j=0; jn; j++) (matr->ptr[i][j])=M[i][j]; } } double OctNorm(Matr *matr) { double max=0; double a=0; for (int i=0; im; i++) { max+=matr->ptr[i][0]; } for (int j=0; jn; j++) { for (i=0; im; 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 { 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 free (ptr); } void print_() { for (int i=0; i { for (int j=0; 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 { for (int j=0; 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_(); } Библиографический список
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.