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Pointers | Ponteiros |
Ponteiros em C
Até agora você deve estar ciente de que C é uma linguagem de baixo nível, e nada mostra isso melhor que os ponteiros. Ponteiros são variáveis que obtêm o valor da variável "apontando" para um local de memória, em vez de armazenar o valor da própria variável. Isso permite alguns truques úteis e é também o que nos dá acesso a matrizes e manipulação de arquivos, entre outras coisas.
type *var-name;
Fazendo e usando um ponteiro
#include <stdio.h>
int main(void){
double my_double_variable = 10.1;
double *my_pointer;
my_pointer = &my_double_variable;
printf("value of my_double_variable: %f\n", my_double_variable);
++my_double_variable;
printf("value of my_pointer: %f\n", *my_pointer);
return 0;
}
Saída:
value of my_double_variable: 10.100000
value of my_pointer: 11.100000
Neste código, existem duas declarações. A primeira é uma inicialização típica de variável que cria um double
e a define como 10.1. Novo em nossas declarações é o uso de *
. O asterisco ( *
) é normalmente usado para multiplicação, mas quando o usamos colocando-o na frente de uma variável, ele diz a C que esta é uma variável de ponteiro.
A próxima linha diz ao compilador onde isso está em outro lugar. Ao usar &
desta forma, ele se torna o "operador de desreferenciamento" e retorna a localização da memória da variável que está olhando.
Com isso em mente, vamos dar uma olhada neste pedaço de código:
double *my_pointer;
// my_pointer now stored the address of my_double_variable
my_pointer = &my_double_variable;
my_pointer
foi declarado e foi declarado como um ponteiro. O compilador C agora sabe que my_pointer
vai apontar para um local de memória. A próxima linha atribui my_pointer
um valor de localização de memória usando o &
.
Agora vamos dar uma olhada no que se refere a um meio de localização de memória para o seu código:
printf("value of my_double_variable: %f\n", my_double_variable);
// Same as my_double_variable = my_double_variable + 1
// In human language, adding one to my_double_variable
++my_double_variable;
printf("value of my_pointer: %f\n", *my_pointer);
Observe que, para obter o valor dos dados em *my_pointer
, você precisará informar ao C que deseja obter o valor para o qual a variável está apontando. Tente executar este código sem o asterisco e você poderá imprimir a localização da memória, porque é isso que a variável my_variable
está mantendo.
Você pode declarar múltiplos apontadores em uma única instrução como com variáveis padrão, assim:
int *x, *y;
Observe que o *
é necessário antes de cada variável. Isso ocorre porque ser um ponteiro é considerado parte da variável e não parte do tipo de dados.
Usos práticos de ponteiros
Matrizes
A aplicação mais comum de um ponteiro está em uma matriz. Matrizes, sobre as quais você lerá mais adiante, permitem um grupo de variáveis. Você realmente não tem que lidar com *
e &
usar matrizes, mas isso é o que eles estão fazendo nos bastidores.
Funções
Às vezes você quer ajustar o valor de uma variável dentro de uma função, mas se você simplesmente passar sua variável por valor, a função funcionará com uma cópia de sua variável ao invés da própria variável. Se, em vez disso, você passar o ponteiro apontando para o local da memória da variável, poderá acessá-lo e modificá-lo fora de seu escopo normal. Isso ocorre porque você está tocando a própria localização da memória original, permitindo que você ajuste algo em uma função e faça alterações em outro lugar. Em contraste com "call by value", isso é chamado de "chamada por referência".
O programa a seguir troca os valores de duas variáveis dentro da função de swap
dedicada. Para conseguir isso, as variáveis são passadas por referência.
/* C Program to swap two numbers using pointers and function. */
#include <stdio.h>
void swap(int *n1, int *n2);
int main()
{
int num1 = 5, num2 = 10;
// address of num1 and num2 is passed to the swap function
swap( &num1, &num2);
printf("Number1 = %d\n", num1);
printf("Number2 = %d", num2);
return 0;
}
void swap(int * n1, int * n2)
{
// pointer n1 and n2 points to the address of num1 and num2 respectively
int temp;
temp = *n1;
*n1 = *n2;
*n2 = temp;
}
Saída
Number1 = 10
Number2 = 5
Os endereços, ou localizações de memória, de num1
e num2
são passados para a swap
funções e são representados pelos ponteiros *n1
e *n2
dentro da função. Então, agora os ponteiros n1
e n2
apontam para os endereços de num1
e num2
respectivamente.
Então, agora o ponteiro n1 e n2 aponta para o endereço de num1 e num2, respectivamente.
Quando, o valor dos ponteiros é alterado, o valor na localização da memória apontada também muda de forma correspondente.
Portanto, as alterações feitas em * n1 e * n2 são refletidas em num1 e num2 na função principal.
PONTEIROS COMO PARÂMETROS DE FUNÇÃO
quando passamos qualquer parâmetro para função, estamos fazendo uma cópia do parâmetro. vamos ver com o exemplo
#include <stdio.h>
void func(int);
int main(void) {
int a = 11;
func(a);
printf("%d",a);// print 11
return 0;
}
void func(int a){
a=5
printf("%d",a);//print 5
}
No exemplo acima, estamos alterando o valor do inteiro a na função func, mas ainda obtemos 11 na função principal. Isso acontece porque na cópia da função do inteiro a passou como parâmetro, portanto, nessa função não temos acesso ao 'a' que está na função principal.
Então, como você poderia alterar o valor do inteiro definido no main, usando outra função? Aqui POINTERS entra em função. Quando nós fornecemos o ponteiro como um parâmetro, temos acesso ao endereço desse parâmetro e podemos fazer qualquer alteração com este parâmetro e o resultado será mostrado em todo lugar. Abaixo está um exemplo que faz exatamente a mesma coisa que queremos…
Ao desreferenciar n1
e n2
, agora podemos modificar a memória para a qual n1
e n2
apontam. Isso nos permite alterar o valor das duas variáveis num1
e num2
declaradas na função main
fora de seu escopo normal. Após a conclusão da função, as duas variáveis agora trocaram seus valores, como pode ser visto na saída.
Truques com Localizações de Memória
Sempre que puder ser evitado, é uma boa ideia manter seu código fácil de ler e entender. Na melhor das hipóteses, seu código contará uma história - terá fácil leitura de nomes de variáveis e fará sentido se você ler em voz alta, e usará o comentário ocasional para esclarecer o que uma linha de código faz.
Por causa disso, você deve ter cuidado ao usar ponteiros. É fácil fazer algo confuso para você depurar ou para alguém ler. No entanto, é possível fazer algumas coisas bem legais com eles.
Dê uma olhada neste código, que transforma algo de maiúsculas em minúsculas:
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
char *lowerCase (char *string) {
char *p = string;
while (*p) {
if (isupper(*p)) *p = tolower(*p);
p++;
}
return string;
}
Isso começa pegando uma string (algo que você aprenderá quando entrar em arrays) e percorrer cada local. Observe o p ++. Isso incrementa o ponteiro, o que significa que ele está olhando para o próximo local de memória. Cada letra é um local de memória, assim, o ponteiro está olhando para cada letra e decidindo o que fazer para cada uma.
Constante Qualific
O qualificador const pode ser aplicado à declaração de qualquer variável para especificar que seu valor não será alterado (o que depende de onde as variáveis const são armazenadas, podemos alterar o valor da variável const usando o pointer).
Ponteiro para variável
Podemos alterar o valor de ptr e também podemos alterar o valor do objeto ptr apontando para. O seguinte fragmento de código explica o ponteiro para variável
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 10;
int j = 20;
int *ptr = &i; /* pointer to integer */
printf("*ptr: %d\n", *ptr);
/* pointer is pointing to another variable */
ptr = &j;
printf("*ptr: %d\n", *ptr);
/* we can change value stored by pointer */
*ptr = 100;
printf("*ptr: %d\n", *ptr);
return 0;
}
Ponteiro para constante
Podemos mudar o ponteiro para apontar para qualquer outra variável inteira, mas não podemos alterar o valor do objeto (entidade) apontado usando ponteiro ptr.
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 10;
int j = 20;
const int *ptr = &i; /* ptr is pointer to constant */
printf("ptr: %d\n", *ptr);
*ptr = 100; /* error: object pointed cannot be modified
using the pointer ptr */
ptr = &j; /* valid */
printf("ptr: %d\n", *ptr);
return 0;
}
Ponteiro constante para variável
Neste podemos mudar o valor da variável que o ponteiro está apontando. Mas não podemos mudar o ponteiro para apontar para outra variável.
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 10;
int j = 20;
int *const ptr = &i; /* constant pointer to integer */
printf("ptr: %d\n", *ptr);
*ptr = 100; /* valid */
printf("ptr: %d\n", *ptr);
ptr = &j; /* error */
return 0;
}
ponteiro constante para constante
A declaração acima é ponteiro constante para variável constante, o que significa que não podemos alterar o valor apontado pelo ponteiro, assim como não podemos apontar o ponteiro para outra variável.
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 10;
int j = 20;
const int *const ptr = &i; /* constant pointer to constant integer */
printf("ptr: %d\n", *ptr);
ptr = &j; /* error */
*ptr = 100; /* error */
return 0;
}
Antes de você ir ...
Uma revisão
- Ponteiros são variáveis, mas em vez de armazenar um valor, eles armazenam um local de memória.
*
e&
são usados para acessar valores em locais de memória e acessar locais de memória, respectivamente.- Os ponteiros são úteis para alguns dos recursos subjacentes de C.
Ponteiro vs Array em C
Na maioria das vezes, os acessos de ponteiro e array podem ser tratados como agindo da mesma forma, sendo as principais exceções:
- o operador sizeof
sizeof(array)
retorna a quantidade de memória usada por todos os elementos da matrizsizeof(pointer)
retorna apenas a quantidade de memória usada pela própria variável de ponteiro
- o operador &
- & array é um alias para & array [0] e retorna o endereço do primeiro elemento da matriz
- & ponteiro retorna o endereço do ponteiro
- uma inicialização literal de string de um array de caracteres
char array[] = “abc”
define os primeiros quatro elementos da matriz como 'a', 'b', 'c' e '\ 0'char *pointer = “abc”
define o ponteiro para o endereço da string “abc” (que pode ser armazenada em memória somente leitura e, portanto, imutável)
- A variável de ponteiro pode receber um valor enquanto a variável de matriz não pode ser.
int a[10];
int *p;
p = a; /*legal*/
a = p; /*illegal*/
- A aritmética na variável do ponteiro é permitida.
p++; /*Legal*/
a++; /*illegal*/