Základy programování (IZP)

Transkript

1 Základy programování (IZP) Jedenácté počítačové cvičení Brno University of Technology, Faculty of Information Technology Božetěchova 1/2, Brno - Královo Pole Gabriela Nečasová, inecasova@fit.vutbr.cz 2016/2017

2 Důležité informace Můj profil: Kancelář: A221 Konzultační hodiny: po domluvě em Karta Výuka odkaz na osobní stránky: IZP 2016/2017 Cvičení Materiály Komunikace: prosím používejte předmět: IZP - <předmět u> IZP cvičení 9 2

3 Obsah cvičení Seznámení se zadáním třetího projektu Práce s ukazateli Opakování, reference, dereference, datový typ pole Struktury, vlastní datové typy Praktické příklady Struktury (datový typ Object) Pole (datový typ Array) IZP cvičení 9 3

4 SEZNÁMENÍ SE TŘETÍM PROJEKTEM IZP cvičení 9 4

5 Seznámení se zadáním třetího projektu Shluková analýza (max 10 bodů) Obhajoba: Odevzdání: , 23:59:59 do WISu Název: proj3.c (stáhněte si kostru projektu, doplnit TODO sekce) Vstupy/výstupy: Vstup: textový soubor Výstup: standardní výstup (stdout) Chyby: standardní chybový výstup (stderr) Překlad: opět nutný lm (výpočet vzdálenosti obj.) gcc -std=c99 -Wall -Wextra -Werror -DNDEBUG proj3.c -o proj3 -lm IZP cvičení 9 5

6 Syntaxe spuštění a formát souboru Syntax spuštění./proj3 SOUBOR [N] SOUBOR vstupní soubor s daty N nepovinný argument, cílový počet shluků, default:1 Formát vstupního souboru count=n počet objektů, ostatní ignorovat OBJID X Y Podmínky: N > 0 (int) ID objektu a jeho souřadnice 0 <= X <= 1000, 0 <= Y <= 1000 (float) IZP obhajoba třetího projektu 6

7 2. podúkol základní funkce 2. podúkol: základní funkce void init_cluster(struct cluster_t *c, int cap); void clear_cluster(struct cluster_t *c); void append_cluster(struct cluster_t *c, struct obj_t obj); int load_clusters(char *filename, struct cluster_t **arr); IZP obhajoba třetího projektu 7

8 3. podúkol další funkce 3. podúkol: další funkce void merge_clusters(struct cluster_t *c1, struct cluster_t *c2); int remove_cluster(struct cluster_t *carr, int narr, int idx); float obj_distance(struct obj_t *o1, struct obj_t *o2); float cluster_distance(struct cluster_t *c1, struct cluster_t *c2); void find_neighbours(struct cluster_t *carr, int narr, int *c1, int *c2); IZP obhajoba třetího projektu 8

9 Poznámky Aplikace na vizualizaci shluků (online) Nakopírovat výstupy vašeho programu Pozor: každý řádek musí být končen znakem konce řádku Wiki - stránka 3. projektu: IZP cvičení 9 9

10 PRÁCE S UKAZATELI IZP cvičení 9 10

11 Ukazatel, reference, dereference Ukazatele Velikost ukazatele Adresa proměnné Hodnota z adresy NULL IZP cvičení 9 11

12 Ukazatel, reference, dereference Ukazatele proměnné uchovávají adresu, která ukazuje do paměti počítače Velikost ukazatele Adresa proměnné Hodnota z adresy NULL IZP cvičení 9 12

13 Ukazatel, reference, dereference Ukazatele proměnné uchovávají adresu, která ukazuje do paměti počítače Velikost ukazatele závisí na tom, kolika bitový máme procesor/překladač (16, 32, 64 bitů) Adresa proměnné Hodnota z adresy NULL IZP cvičení 9 13

14 Ukazatel, reference, dereference Ukazatele proměnné uchovávají adresu, která ukazuje do paměti počítače Velikost ukazatele závisí na tom, kolika bitový máme procesor/překladač (16, 32, 64 bitů) Adresa proměnné referenční operátor & Hodnota z adresy NULL IZP cvičení 9 14

15 Ukazatel, reference, dereference Ukazatele proměnné uchovávají adresu, která ukazuje do paměti počítače Velikost ukazatele závisí na tom, kolika bitový máme procesor/překladač (16, 32, 64 bitů) Adresa proměnné referenční operátor & Hodnota z adresy dereferenční operátor * NULL IZP cvičení 9 15

16 Ukazatel, reference, dereference Ukazatele proměnné uchovávají adresu, která ukazuje do paměti počítače Velikost ukazatele závisí na tom, kolika bitový máme procesor/překladač (16, 32, 64 bitů) Adresa proměnné referenční operátor & Hodnota z adresy dereferenční operátor * NULL používá se pro inicializaci ukazatelů říká, že ukazatel nikam neukazuje IZP cvičení 9 16

17 Ukazatel, reference, dereference IZP cvičení 9 17

18 Ukazatel, reference, dereference int i = 10; int *p; //? p = &i; //? *p = 20; //? printf("hodnota promenne i: %d\n", i); //? IZP cvičení 9 18

19 Ukazatel, reference, dereference int i = 10; int *p; // ukazatel p není inicializován! p = &i; *p = 20; printf("hodnota promenne i: %d\n", i); IZP cvičení 9 19

20 Ukazatel, reference, dereference int i = 10; int *p; // ukazatel p není inicializován! p = &i; // ukazatel p ukazuje na i *p = 20; printf("hodnota promenne i: %d\n", i); IZP cvičení 9 20

21 Ukazatel, reference, dereference int i = 10; int *p; // ukazatel p není inicializován! p = &i; // ukazatel p ukazuje na i *p = 20; // pomocí p jsme změnili hodnotu i printf("hodnota promenne i: %d\n", i); IZP cvičení 9 21

22 Ukazatel, reference, dereference int a = 0, b = 42; int* p; // p --> p = &b; // p --> p = &a; // p --> (*p) ++; // p --> *p ++; // p --> IZP cvičení 9 22

23 Ukazatel, reference, dereference int a = 0, b = 42; int* p; // p --> nedefinováno p = &b; // p --> p = &a; // p --> (*p) ++; // p --> *p ++; // p --> IZP cvičení 9 23

24 Ukazatel, reference, dereference int a = 0, b = 42; int* p; // p --> nedefinováno p = &b; // p --> 42 = b p = &a; // p --> (*p) ++; // p --> *p ++; // p --> IZP cvičení 9 24

25 Ukazatel, reference, dereference int a = 0, b = 42; int* p; // p --> nedefinováno p = &b; // p --> 42 = b p = &a; // p --> 0 = a (*p) ++; // p --> *p ++; // p --> IZP cvičení 9 25

26 Ukazatel, reference, dereference int a = 0, b = 42; int* p; // p --> nedefinováno p = &b; // p --> 42 = b p = &a; // p --> 0 = a (*p) ++; // p --> 1 (operace přičtení 1) *p ++; // p --> IZP cvičení 9 26

27 Ukazatel, reference, dereference int a = 0, b = 42; int* p; // p --> nedefinováno p = &b; // p --> 42 = b p = &a; // p --> 0 = a (*p) ++; // p --> 1 (operace přičtení 1) *p ++; // p --> neznámý výsledek // k adrese a se přičte // sizeof(int) IZP cvičení 9 27

28 DATOVÝ TYP POLE IZP cvičení 9 28

29 Datový typ pole Skutečná adresa Index Hodnota IZP cvičení 3 29

30 Datový typ pole Skutečná adresa Index Hodnota Pole: prvky stejného typu, spojité místo v paměti IZP cvičení 3 30

31 Datový typ pole Skutečná adresa Index Hodnota Pole: prvky stejného typu, spojité místo v paměti Deklarace staticky: int moje_pole[6]; IZP cvičení 3 31

32 Datový typ pole Skutečná adresa Index Hodnota Pole: prvky stejného typu, spojité místo v paměti Deklarace staticky: int moje_pole[6]; Velikost pole: operátor sizeof() velikost v bajtech U polí vrací součet velikostí jeho položek IZP cvičení 3 32

33 Datový typ pole Skutečná adresa Index Hodnota Pole: prvky stejného typu, spojité místo v paměti Deklarace staticky: int moje_pole[6]; Velikost pole: operátor sizeof() velikost v bajtech U polí vrací součet velikostí jeho položek Velikost moje_pole: int velikost = 6*sizeof(int); IZP cvičení 3 33

34 Datový typ pole Skutečná adresa Index Hodnota Pole: prvky stejného typu, spojité místo v paměti Deklarace staticky: int moje_pole[6]; Velikost pole: operátor sizeof() velikost v bajtech U polí vrací součet velikostí jeho položek Velikost moje_pole: int velikost = 6*sizeof(int); Pozor: velikost datového typu záleží na procesoru sizeof(int) může být 2, 4 nebo 8 IZP cvičení 3 34

35 STRUKTURY, VLASTNÍ DATOVÉ TYPY IZP cvičení 9 35

36 Pole x Struktura Pole Struktura IZP cvičení 9 36

37 Pole x Struktura Pole Homogenní Musí obsahovat položky stejného datového typu Struktura Heterogenní Může obsahovat položky různého datového typu IZP cvičení 9 37

38 Struktury Klíčové slovo struct struct person { }; char* name; // jmeno char* surname; // prijmeni int pay; int main() { struct person test; test.pay = 1000; // plat test.name = "Pepa"; //podobne surname printf("pay: %d\n", test.pay); printf("name: %s\n", test.name); } IZP cvičení 9 38

39 Struktury vlastní datový typ Nový datový typ klíčové slovo typedef typedef struct person { char* name; // jmeno char* surname; // prijmeni int pay; }TPerson; int main() { Tperson test; test.pay = 1000; // plat test.name = "Pepa"; //podobne surname printf("pay: %d\n", test.pay); printf("name: %s\n", test.name); } IZP cvičení 9 39

40 Struktury demo: jak to vypadá v paměti Velikosti datových typů závisí na architektuře IZP cvičení 9 40

41 Struktury demo: alokace paměti typedef struct person { char* name; // jmeno char* surname; // prijmeni int pay; // plat }TPerson; int main() { Tperson test; test.name = // jak naalokujeme paměť? } IZP cvičení 9 41

42 Struktury demo: alokace paměti typedef struct person { char* name; // jmeno char* surname; // prijmeni int pay; }TPerson; int main() { } Tperson test; test.name = // plat malloc((strlen("pepa")+1)*sizeof(char); // jak ověříme, že je alokace OK? IZP cvičení 9 42

43 Struktury demo: alokace paměti typedef struct person { char* name; // jmeno char* surname; // prijmeni int pay; }TPerson; int main() { } Tperson test; test.name= // plat malloc((strlen("pepa")+1)*sizeof(char); if(test.name == NULL) { fprintf(stderr, "Chyba alokace! ); return -1; } IZP cvičení 9 43

44 Struktury přístup k prvkům Operátor. nebo -> -> (šipka) pokud předáváme strukturu (složený datový typ) jako ukazatel void setpay(tperson* p) { } //?. (tečka) jindy TPerson setpay(tperson p) { } //? IZP cvičení 9 44

45 Struktury přístup k prvkům Operátor. nebo -> -> (šipka) pokud předáváme strukturu (složený datový typ) jako ukazatel void setpay(tperson* p) { } p->pay = 1000;. (tečka) jindy TPerson setpay(tperson p) { } p.pay = 10; return p; IZP cvičení 9 45

46 PŘÍKLADY IZP cvičení 9 46

47 Příklady Stáhněte si připravené kostry programů: Budete pouze doplňovat části kódu V přiloženém ZIP archivu se nachází soubor.c a.h a také Makefile Možnosti práce se soubory Windows Code::Blocks: vytvořit nový projekt, pravým tlačítkem klik na projekt Add files Linux terminál: překlad pomocí Makefile (případně samozřejmě též Code::Blocks) Kontrola práce s pamětí valgrind --leak-check=full./main IZP cvičení 9 47

48 STRUKTURY IZP cvičení 9 48

49 Typ Object Budeme používat strukturovaný datový typ Object typedef struct { int id; char* name; } Object; // ID // jmeno Vašim úkolem bude implementovat konstruktor, který bude objekt inicializovat destruktor, který bude uvolňovat použitou paměť funkci, která vymění obsah dvou objektů funkci, která zkopíruje obsah objektu Kostry jsou v souboru struct.c IZP cvičení 9 49

50 Typ Object několik rad K alokaci paměti pro řetězec použijte funkci malloc() Po alokaci kontrolujte, jak dopadla: int* pole = malloc(2*sizeof(int)); if (pole == NULL) { } fprintf(stderr, "Chyba alokace!\n"); return -1; Pro záměnu dat objektů budete potřebovat nějaký pomocný objekt Ve funkci item_copy() je možné použít konstruktor object_ctor() IZP cvičení 9 50

51 POLE STRUKTUR IZP cvičení 9 51

52 Práce s polem Nyní vytvoříme pole objektů typu Object typedef struct { unsigned size; // velikost pole Object* items; // pole objektu } Array; Vašim úkolem bude implementovat Konstruktor a destruktor Funkci pro vložení objektu na daný index Funkci pro nalezení jména/id Kostry jsou v souboru array.c Ostatní funkce za DÚ IZP cvičení 9 52

53 Pole struktur ilustrace Pole objektů: Object* items; Na každém indexu pole je struktura Object IZP cvičení 9 53

54 Pole struktur ilustrace Pole objektů: Object* items; Na každém indexu pole je struktura Object Array items pole objektů size = 3 IZP cvičení 9 54

55 Děkuji Vám za pozornost! IZP cvičení 9 55