====== Wskaźniki ======
Wskaźnik (//pointer//) to adres, który określa jednoznacznie pozycję danych w pamięci komputera.
Każda zmienna zajmuje określone miejsce w pamięci i jest umiejscowiona w pamięci pod pewnym adresem.
Tak jak adres na kopercie listu wskazuje jednoznacznie lokalizację adresata tak wskaźnik pokazuje miejsce w pamięci, gdzie możemy odnaleźć wskazywaną zmienną. Adres zmiennej uzyskujemy za pomocą operatora referencji '&'.
**Adres zmiennej i operator ''&''**
Operator referencji ''&'' zwraca adres zmiennej. Jest to operator jednoargumentowy, tzn. działa na jedną wartość stojącą z prawej strony, np.: ''&x'' wyznacza adres zmiennej ''a''.
#include
int main()
{
int a = 42;
printf("adres zmiennej a %p\n", &a);
}
Przykładowy wynik działania programu:
adres zmiennej a 0x7fff8e6a47e4
Adres jest dodatnią liczbą całkowitą, którą wygodnie jest przedstawiać w systemie szesnastkowym.
Jednak zazwyczaj nie ma potrzeby prezentowania tej wartości. Możemy jednak taki adres umieścić w zmiennej wskaźnikowej i wykorzystać aby zyskać dostęp do wskazywanego obszaru pamięci.
**Deklaracja zmiennej wskaźnikowej **
Zmienna wskaźnikowa to zmienna, która przechowuje adres do zmiennej pewnego typu.
W poniższym przykładzie znajduje przykład który zawiera deklarację zmiennej wskaźnikowej ''w'', która będzie przechowywała adres zmiennej typu ''int''. W instrukcji ''w = &a'' następuje przypisanie wartości ''&a'' do zmiennej ''w''.
#include
int main()
{
int a = 42;
int *w;
w = &a;
printf("w = %p\n", w);
printf("adres zmiennej a %p\n", &a);
}
Przykładowy wynik działania programu:
w = 0x7fff0c2c954c
adres zmiennej a 0x7fff0c2c954c
W podobny sposób deklaruje się zmienne wskaźnikowe, które mogą przechowywać adresy zmiennych dowolnego typu a nawet adresy innych zmiennych wskaźnikowych.
Przykłady deklaracji zmiennych wskaźnikowych:
int *a; // wskaźnik zmiennej typu int
float *b; // wskaźnik zmiennej typu float
char *c // wskaźnik zmiennej typu char
int *d[10]; // tablica 10-cio elementowa wskaźników typu int
float **e; // wskaźnik zmiennej typu float* (wskaźnik do wskaźnika)
**Dostęp do adresu - operator ''*''**
Operator dereferencji ''*'' służy do wydobycia wskazanej przez wskaźnik wartości. To również operator jednoargumentowy a instrukcja ''*x'' zwraca wartość wskazywaną, przez adres zawarty w zmiennej ''x'', tzn. zmienna ''x'' musi być zmienną wskaźnikową i zawiera poprawny adres pewnej innej zmiennej. Zwróć uwagę, że symbol ''*'' używany jest również jako operator mnożenia '' x * y '', jednak mnożenie jest operacją na dwóch argumentach, zaś operator dereferencji działa zawsze na jedną wartość.
Operator dereferencji ''*'' udostępnia wartość z danego adresu, dzięki czemu możemy nie tylko odczytać wartość wskazywanej zmiennej ale także zmodyfikować jej wartość. Przykład:
#include
int main()
{
int a = 42;
int *w;
w = &a;
printf("a = %d\n", a);
printf("*w = %d\n", *w);
*w = 13;
printf("a = %d\n", a);
printf("*w = %d\n", *w);
}
Wynik działania programu:
a = 42
*w = 42
a = 13
*w = 13
**Uwaga:** uważaj na to aby zmienna wskaźnikowa zawsze zawierała poprawny adres. Sprawdź co się stanie jeżeli w powyższym przykładzie usuniemy instrukcję ''w = &a''. Brak ustawionego adresu w zmiennej ''w'' doprowadzi do katastrofy w momencie wykonania instrukcji ''*w = 13''.
**Wskaźnik argumentem funkcji **
Jednym z najważniejszych zastosowań wskaźników jest ich wykorzystanie w argumentach funkcji.
Adres zmiennej przekazany w argumencie funkcji pozwala tej funkcji zmodyfikować wartość wskazywanej zmiennej, tzn. funkcja jest w stanie podstawić nową wartość do wskazywanej zmiennej.
Poniższy przykład prezentuje definicję funkcji ''fun'', która przyjmuje w argumencie wskaźnik zmiennej (''int * a'') a następnie odnosząc się przez dany adres podstawią nową wartość.
#include
void fun(int *a)
{
*a = 42;
}
int main()
{
int a = 1;
fun( &a );
printf("a = %d\n", a);
}
Wynik działania programu:
a = 1
a = 42
W taki sam sposób działa funkcja ''scanf("%d", &x)'', która w drugim argumencie MUSI mieć adres zmiennej ''x'' do której podstawi wartość wczytaną z terminala.
===== Zadanie - pierwiastki równania kwadratowego =====
Zaimplementuj funkcję o nazwie ''**pierwiastki**'', która wyznacza miejsca zerowe równania kwadratowego. Parabola jest określona przez trzy wartości rzeczywiste ''a'', ''b'' i ''c'' równaniem
\[ f(x) = ax^2 + bx + c \]
Parabola może posiadać dwa miejsca zerowe, jedno miejsce zerowe lub może nie posiadać miejsc zerowych. Zadana funkcja ''parabola'' zwraca informację o liczbie miejsc zerowych (0, 1 lub 2) oraz dwie wartości rzeczywiste ''x1'' oraz ''x2'' stanowiące miejsca zerowe. \\
**Argumenty funkcji pierwiastki**: liczby rzeczywiste ''a'', ''b'', ''c'' definiujące równanie kwadratowe oraz dwa adresy (wskaźniki) ''x1'' oraz ''x2'', pod które zostaną wstawione wartości obu miejsc zerowych. W przypadku braku miejsc zerowych, zmienne wskazywane przez wskaźniki nie są modyfikowane. \\
**Wartość zwracana funkcji**: liczba całkowita (0, 1 lub 2) określająca liczbę miejsc zerowych równania kwadratowego
Napisz program, który pobierze od użytkownika 3 liczby rzeczywiste ''a'', ''b'' oraz ''c'' a następnie, korzystając z funkcji ''pierwiastk()'' wyznaczy miejsca zerowe równania kwadratowego zdefiniowanego podanymi współczynnikami. Wynikiem działania programu jest komunikat informujący o liczbie miejsc zerowych oraz wartości tych miejsc zerowych.
**Przykład działania programu**
Podaj wsp. paraboli a, b i c :
1 1 1
Brak miejsc zerowych
Podaj wsp. paraboli a, b i c :
1 -4 4
Jedno miejsce zerowe: 2.000000
Podaj wsp. paraboli a, b i c :
1 0 -4
Dwa miejsca zerowe: x1=2.000000, x2=-2.000000
===== Zadanie - układ równań =====
Zaimplementuj funkcję rozwiązującą układ równań z 2 niewiadomymi.
\[
\begin{cases}
ax + by = c\\
dx + ey = f\\
\end{cases}
\]
**Argumenty funkcji**: liczby rzeczywiste ''a'', ''b'', ''c'', ''d'', ''e'', ''f'' definiujące układ równań oraz adresy (wskaźniki) zmiennych ''x'', ''y'', do których zostanie wstawiony wynik.\\
**Wartość zwracana z funkcji**: liczba całkowita równa:
* -1 gdy układ jest sprzeczny (brak rozwiązań), zmienne ''x'' i ''y'' nie są modyfikowane
* 0 gdy układ jest niejednoznaczny (posiada wiele rozwiązań), zmienne ''x'' i ''y'' nie są modyfikowane
* 1 gdy istnieje jednoznaczne rozwiązanie, do zmiennych wskazywanych przez ''x'' i ''y'' umieszczane jest rozwiązanie układu.
Napisz program, który wczyta 6 liczb rzeczywistych stanowiących współczynniki określające układ równań a następnie, korzystając z powyższej funkcji, wyznaczy rozwiązanie układu równań.\\
**Przykład działania:**
Podaj wspolczynniki ukladu rownan:
3 5 17 2 -3 5
Rozwiazanie x=4.000000, y=1.000000
Podaj wspolczynniki ukladu rownan:
-1 -1 3 1 1 -3
Uklad rownan jest nioznaczony
Podaj wspolczynniki ukladu rownan:
1 2 3 1 2 4
Uklad rownan jest sprzeczny
===== Zadanie - dominanta =====
Zaimplementuj funkcję o naziw **diminanta**, która zwróci dominantę oraz liczbę wystąpień dominanty dla podanego ciągu liczb rzeczywistych. Dominanta to wartość najczęściej dominująca, np. dla ciągu liczb 1, 2, 1, 3, 1, 5 wartością dominującą jest 1 i występuje ona w ciągu 3 razy.
**Argumenty funkcji dominanta**: tablica ''t'' liczb rzeczywistych, liczba całkowita ''n'' określająca ilość liczb w tablicy ''t'', wskaźnik do zmiennej ''x'', która po zakończeniu działania funkcji będzie zawierała wartość dominującą z elementów tablicy ''t''. W przypadku, gdy tablica zawiera więcej niż jedną wartość dominującą zwracana jest tylko jedna z nich.\\
**Wartość zwracana z funkcji**: liczba całkowita określająca ilość wystąpień dominanty\\
Napisz program, który wczyta z klawiatury ''n'' liczb rzeczywistych i korzystając z zaimplementowanej funkcji wyznaczy wartość dominującą a następnie wypisze wynik.
Przykład działania:
Ile liczb?
5
Podaj liczby:
5
-3
5
5
4
Diminanata to 5
Ilosc wystapien 3