Fondamenti di Informatica I CDL in Ingegneria Elettronica - A.A. 2007-2008 CDL in Ingegneria Elettronica - A.A. 2007-2008 13. Strutture dati dinamiche

Fondamenti di Informatica IFondamenti di Informatica I

CDL in Ingegneria Elettronica - A.A. 2007-2008CDL in Ingegneria Elettronica - A.A. 2007-2008

13. Strutture dati dinamiche13. Strutture dati dinamiche Ing. Ing. Simona ColucciSimona Colucci

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IndiceIndice

• Allocazione dinamica vs statica• Allocazione e de-allocazione di memoria • Liste e loro gestione



Allocazione dinamica della Allocazione dinamica della memoriamemoria

• Gestione dinamica della memoria per memorizzare una quantità variabile di dati in funzione di esigenze note solo durante l’esecuzione del programma e modificabili durante l’esecuzione

• Consente di :– Aggiungere un nuovo elemento nell’area dati di un programma in

fase di esecuzione– Eliminare l’elemento di memorizzazione in fase di cancellazione

del dato stesso

• Necessita di un riferimento ai nuovi elementi di memorizzazione che non può avvenire mediante identificatori:

– Uso di puntatori– Creazione di un nuovo elemento e restituzione di un riferimento al

dato stesso



Allocazione e cancellazioneAllocazione e cancellazionedi memoriadi memoria

• Allocazione:

malloc (sizeof (TipoDato));

– Crea in memoria una variabile di tipo TipoDato, e restituisce come risultato l’indirizzo della variabile creata

– Se P è una variabile di tipo puntatore a TipoDato, l’istruzione:

P = malloc(sizeof(TipoDato));

assegna l’indirizzo restituito dalla funzione malloc a P

• Cancellazione:

free(P)

– Rilascia lo spazio di memoria puntato da P

• Le due funzioni sono in <stdlib.h>



Record di attivazione di Proc

StackHeap

5

3

Punt1

Punt2

...

...

Gestione della memoria Gestione della memoria della macchina astrattadella macchina astratta

•Stack: pila per la gestione delle variabili dichiarate (LIFO) •Heap: “mucchio” per le variabili create dinamicamente (allocazione a deallocazione gestite direttamente dal programmatore)



Rischi della gestione dinamicaRischi della gestione dinamicadella memoriadella memoria

• Garbage production :– P = malloc(sizeof(TipoDato));– P = Q;

• Dangling references:– P = Q;– free(Q);



• Costruzione e gestione della struttura dinamica(pseudotipo astratto) lista mediante puntatori:

Lista

e1 e2 en

Ultimo elemento

Lista dinamicaLista dinamica

Puntatore alla “testa di lista”“testa di lista” “coda di lista”

Elemento 1 della listaPuntatore a elemento 2 Puntatore NULL



Invece di dichiarare il tipo lista, si dichiarano i suoi elementi:

typedef struct{int Info; ElemLista *Prox;

}ElemLista;

typedef ElemLista *ListaDiElem;

Dichiarazione lista dinamica (1)Dichiarazione lista dinamica (1)



• Dichiarazione standard; mette in evidenza il tipo della lista:

ListaDiElem Lista1, Lista2, Lista3;

• Dichiarazioni abbreviate:

ElemLista *Lista1;

Dichiarazione lista dinamica (2)Dichiarazione lista dinamica (2)



Operazioni sulle liste:Operazioni sulle liste:Inizializzazione (1)Inizializzazione (1)

• Assegna il valore NULL alla variabile “testa della lista”:

• Effettua l’operazione: Inizializza (Lista):

Lista

• Se però vogliamo eseguire l’operazione in maniera parametrica: …



#include <stdlib.h>

void Inizializza (ListaDiElem *Lista)/* Lista è la variabile locale che punta alla "testa di lista". La funzione assegna

alla “testa di lista" il valore NULL corrispondente al valore di lista vuota */{

*Lista = NULL;}

Lista1

Lista

Inizializzazione (2)Inizializzazione (2)

• L’istruzione Inizializza(&Lista1); produce:

• Al termine dell’esecuzione, il parametro formale Lista viene eliminato



boolean ListaVuota (ListaDiElem Lista)

/* Produce il valore true se la lista passata come parametro è vuota, false in caso contrario, a Lista

viene passato il valore contenuto nella variabile testa di lista. Lista punta pertanto al primo

elemento della lista considerata */{

if (Lista == NULL) return true; else return false; }

• La chiamata sarà:

ListaVuota (Lista1)

Controllo di lista vuotaControllo di lista vuota



boolean Ricerca (ListaDiElem Lista, int ElemCercato){

ElemLista*Cursore;

if (Lista != NULL) {

Cursore = Lista; /* La lista non è vuota */while (Cursore != NULL) {

if (Cursore–>Info == ElemCercato) return true;Cursore = Cursore–>Prox;

/* In questa maniera Cursore viene fatto puntare all'elemento successivo della lista */

}}return false;

}

Ricerca di un elemento nella listaRicerca di un elemento nella lista



boolean Ricerca (ListaDiElem Lista, int ElemCercato){

if (Lista == NULL)return false;

elseif (Lista–>Info == ElemCercato)

return true;else

return Ricerca(Lista–>Prox, ElemCercato);}

Ricerca di un elemento nella lista,Ricerca di un elemento nella lista,versione versione ricorsivaricorsiva



int TestaLista (ListaDiElem Lista)

/* È applicabile solo a liste non vuote. Se la lista è vuota segnala l'errore in modo opportuno; in caso contrario produce come risultato il valore del campo Info del primo elemento della lista */

ListaDiElem CodaLista (ListaDiElem Lista)/*Produce come risultato un puntatore alla sottolista ottenuta da Lista cancellandone il primo

elemento. Essa non deve modificare il parametro originario. Anche questa assume l'ipotesi che il parametro passatole sia una lista non vuota */

Lista

e1 e2 en

Ultimo elemento

CodaLista

Estrazione della testa Estrazione della testa e della coda di una listae della coda di una lista



Inserimento di un nuovo elementoInserimento di un nuovo elemento

inin testa alla listatesta alla lista (1) (1)

Punt = malloc(sizeof(ElemLista));Punt–>Info = Elem;

Lista

e1 e2 en

Punt

Lista

e1 e2 en

Punt

Elem



• Infine si collega il nuovo elemento al precedente primo elemento della lista e la testa della lista viene fatta puntare al nuovo elemento:

Lista

e1 e2 en

Punt

Elem





void InsercisciInTesta (ListaDiElem *Lista, int Elem){

ElemLista *Punt;/* Allocazione dello spazio necessario per la memorizzazione del nuovo

elemento e inizializzazione del puntatore */Punt = malloc(sizeof(ElemLista));Punt–>Info = Elem;Punt–>Prox = *Lista;*Lista = Punt;

}

Lista1

e1 e2 en

Lista PuntElem





void InserisciInCoda (ListaDiElem *Lista, int Elem);{

ElemLista *Punt;if (ListaVuota (*Lista)){

Punt = malloc(sizeof(ElemLista));Punt–>Prox = NULL; Punt–>Info = Elem; *Lista = Punt;

}else InserisciIncoda (&((*Lista)–>Prox), Elem);

}


inin coda coda alla list alla lista(1)a(1)



e1 e2 en-1 en

Lista1

Lista*1 Lista*2 Lista*3 Lista*n Lista*n+1

e1 e2 en-1 en

Lista1

Lista*1 Lista*2 Lista*3 Lista*n+1 PuntElem


inin coda coda alla list alla lista(2)a(2)



Inserimento di un nuovo elementoInserimento di un nuovo elemento in in coda coda alla list alla lista(3)a(3)

e1 e2 en-1 en

Lista1


e1 e2 en-1 en

Lista1


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