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 <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=%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 <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 массиваn");

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 %in",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); //функциявыделенияпамятидля 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<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 ("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<m;i++) printf ("%sn",mas[i]);

//Вывод всех чисел на экран

for (i=0;i<m;i++) if (mas[i]) free(mas[i]);

//Освобождениепамяти

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;

}

};

intDinMatr (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<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);//Выводрезультатов

}

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_();

}

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.