Proseminar - Zeiger in C

Transkript

1 Proseminar - Zeiger in C Thomas Mechelke April / 24

2 Gliederung Grundlagen 1 Grundlagen Allgemeines Syntax 2 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger und Arrays Weitere Andwendungen 3 Zusammenfassung 4 Quellen 2 / 24

3 Gliederung Grundlagen Allgemeines 1 Grundlagen Allgemeines Syntax 2 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger und Arrays Weitere Andwendungen 3 Zusammenfassung 4 Quellen 3 / 24

4 Grundlagen Allgemeines Definition Was ist ein Zeiger? Ein Zeiger ist eine Variable, die eine Speicheradresse enthält. 4 / 24

5 Grundlagen Allgemeines Definition Was ist ein Zeiger? Ein Zeiger ist eine Variable, die eine Speicheradresse enthält. Zeiger Adresse Wert ??? ? 4 / 24

6 Grundlagen Allgemeines Motivation Warum sollte man sich mit Zeigern auskennen? Keine andere Möglichkeit der Implementation Performance Zeiger hinter den Kulissen Halbwissen ist eine Fehlerquelle 5 / 24

7 Grundlagen Syntax 1 Grundlagen Allgemeines Syntax 2 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger und Arrays Weitere Andwendungen 3 Zusammenfassung 4 Quellen 6 / 24

8 Syntax Grundlagen Syntax Deklaration i n t e i n e Z a h l = 0 ; i n t e i n Z e i g e r ; 7 / 24

9 Syntax Grundlagen Syntax Deklaration i n t e i n e Z a h l = 0 ; i n t e i n Z e i g e r ; Adresszuweisung e i n Z e i g e r = &e i n e Z a h l ; 7 / 24

10 Syntax Grundlagen Syntax Deklaration i n t e i n e Z a h l = 0 ; i n t e i n Z e i g e r ; Adresszuweisung e i n Z e i g e r = &e i n e Z a h l ; Dereferenzierung e i n Z e i g e r = 7 ; 7 / 24

11 Fehlerquellen Grundlagen Syntax Writing in C or C++ is like running a chain saw with all the safety guards removed, Bob Gray 8 / 24

12 Grundlagen Syntax Fehlerquellen Writing in C or C++ is like running a chain saw with all the safety guards removed, Bob Gray Fehlerquelle Initialisierung vergessen 8 / 24

13 Grundlagen Syntax Fehlerquellen Writing in C or C++ is like running a chain saw with all the safety guards removed, Bob Gray Fehlerquelle Initialisierung vergessen Mögliche Folgen Laufzeitfehler Ungewollte Änderung von Daten 8 / 24

14 Grundlagen Syntax Fehlerquellen Writing in C or C++ is like running a chain saw with all the safety guards removed, Bob Gray Fehlerquelle Initialisierung vergessen Mögliche Folgen Laufzeitfehler Ungewollte Änderung von Daten Nullzeiger 8 / 24

15 Anwendung 1 Grundlagen Allgemeines Syntax 2 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger und Arrays Weitere Andwendungen 3 Zusammenfassung 4 Quellen 9 / 24

16 Anwendung Zeiger und Funktionen 1 Grundlagen Allgemeines Syntax 2 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger und Arrays Weitere Andwendungen 3 Zusammenfassung 4 Quellen 10 / 24

17 Anwendung Zeiger und Funktionen Funktionen allgemein Stackframe Parameter Lokale Variablen 11 / 24

18 Anwendung Zeiger und Funktionen Funktionen allgemein Stackframe Parameter Lokale Variablen Call by value 11 / 24

19 Zeiger als Parameter Anwendung Zeiger und Funktionen Deklaration void e i n e F u n k t i o n ( double e i n Z e i g e r ){ //... } 12 / 24

20 Zeiger als Parameter Anwendung Zeiger und Funktionen Deklaration void e i n e F u n k t i o n ( double e i n Z e i g e r ){ //... } Call by reference double e i n e Z a h l = 0 ; e i n e F u n k t i o n (& e i n e Z a h l ) ; 12 / 24

21 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger als Parameter Deklaration void e i n e F u n k t i o n ( double e i n Z e i g e r ){ //... } Call by reference double e i n e Z a h l = 0 ; e i n e F u n k t i o n (& e i n e Z a h l ) ; Beispiele Zusätzliche Rückgabewerte Sortierfunktion Strukturen 12 / 24

22 Zeiger als Rückgabewerte Anwendung Zeiger und Funktionen Signatur double e i n e F u n k t i o n ( ) ; 13 / 24

23 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger als Rückgabewerte Signatur double e i n e F u n k t i o n ( ) ; Fehlerquelle Zeiger wird ungültig 13 / 24

24 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger als Rückgabewerte Signatur double e i n e F u n k t i o n ( ) ; Fehlerquelle Zeiger wird ungültig Thema Dynamische Speicherverwaltung 13 / 24

25 Anwendung Zeiger und Arrays 1 Grundlagen Allgemeines Syntax 2 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger und Arrays Weitere Andwendungen 3 Zusammenfassung 4 Quellen 14 / 24

26 Zeiger und Arrays I Anwendung Zeiger und Arrays Syntax double dz, darry [ 6 ] ; dz = &darry [ 4 ] ; 15 / 24

27 Zeiger und Arrays I Anwendung Zeiger und Arrays Syntax double dz, darry [ 6 ] ; dz = &darry [ 4 ] ; darry[0] darry[1] darry[2] darry[3] darry[4] darry[5] dz 15 / 24

28 Anwendung Zeiger und Arrays Zeiger und Arrays I Syntax double dz, darry [ 6 ] ; dz = &darry [ 4 ] ; darry[0] darry[1] darry[2] darry[3] darry[4] darry[5] dz Elemente nebeneinander Zeigerarithmetik 15 / 24

29 Anwendung Zeiger und Arrays Zeiger und Arrays II Beispiel for-schleife 16 / 24

30 Anwendung Zeiger und Arrays Zeiger und Arrays II Beispiel for-schleife f o r ( dz = &darry [ 0 ] ; dz <= &darry [ 5 ] ; dz++) dz = 0 ; 16 / 24

31 Anwendung Zeiger und Arrays Zeiger und Arrays II Beispiel for-schleife f o r ( dz = &darry [ 0 ] ; dz <= &darry [ 5 ] ; dz++) dz = 0 ; Möglicherweise bessere Performance 16 / 24

32 Anwendung Zeiger und Arrays Zeiger und Arrays II Beispiel for-schleife f o r ( dz = &darry [ 0 ] ; dz <= &darry [ 5 ] ; dz++) dz = 0 ; Möglicherweise bessere Performance Fehlerquelle Arraygrenzen überschreiten 16 / 24

33 Anwendung Zeiger und Arrays Zeichenketten char Array Nullterminiert 17 / 24

34 Anwendung Zeiger und Arrays Zeichenketten char Array Nullterminiert char t e x t [ 2 0 ] = f a s t ; char nocheintext = am ; char undnocheintext [ 5 ] = { e, n, d, e, \0 } ; 17 / 24

35 Anwendung Zeiger und Arrays Zeiger auf Zeiger Beispiel Wie durchläuft man ein Array von Zeichenketten? 18 / 24

36 Anwendung Zeiger und Arrays Zeiger auf Zeiger Beispiel Wie durchläuft man ein Array von Zeichenketten? char zkarray [ 3 ] = { ZK1, ZK2, ZK3 } ; i n t i ; f o r ( i = 0 ; i < 3 ; i ++) p r i n t f ( %s \n, zkarray [ i ] ) ; char zzc ; f o r ( zzc = zkarray ; zzc < &zkarray [ 3 ] ; zzc++) p r i n t f ( %s \n, zzc ) ; 18 / 24

37 Anwendung Weitere Andwendungen 1 Grundlagen Allgemeines Syntax 2 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger und Arrays Weitere Andwendungen 3 Zusammenfassung 4 Quellen 19 / 24

38 Anwendung Weitere Andwendungen Weitere Andwendungsbeispiele Funktionszeiger Datenstrukturen (zb. linked list) 20 / 24

39 Zusammenfassung 1 Grundlagen Allgemeines Syntax 2 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger und Arrays Weitere Andwendungen 3 Zusammenfassung 4 Quellen 21 / 24

40 Zusammenfassung Zusammenfassung Zeiger Enthalten Speicheradressen Sind essentieller Bestandteil von C Können Fehlerquelle sein Machen Call by Reference möglich Sind (meist) hinter den Kulissen von Arrays Dies war nur eine sehr knappe Einführung Empfehlung: learning by doing 22 / 24

41 Quellen 1 Grundlagen Allgemeines Syntax 2 Anwendung Zeiger und Funktionen Zeiger und Arrays Weitere Andwendungen 3 Zusammenfassung 4 Quellen 23 / 24

42 Quellen Quellen The C Book - Banahan, Brady, Doran book/ [ ] C Wikibook [ ] C Standart ISO/IEC [ ] 24 / 24