Sistemas
Operativos
2006/2007
Breve Introdução à
Linguagem C
Paulo Marques
Departamento de Eng. Informática
Universidade de Coimbra
[email protected]
Bibliografia

C How to Program, 5th Edition
by Deitel & Associates
Prentice Hall, August 2006
ISBN 0132404168

The C Programming Language,
2nd Edition
by Kernighan & Ritchie
Prentice Hall, March 1988
ISBN 0131103628
2
Cálculo de uma Raíz Quadrada
Qual o algoritmo para calcular a raiz quadrada de um
número x?
x
y0
49
20
n
y
0
20
1
11.225
2 7.795128
3 7.040553
4 7.000117
5
7
6
7
7
7
1
x
yn   ( yn  )
2
yn
“Método Babilónico”

3
Programa de Cálculo da Raíz Quadrada
4
Compilar e Executar
$ gcc –Wall raiz.c –o raiz
$ ./raiz
5
Notas

#include <stdio.h>


#define ERRO_MAXIMO 0.0001


As funções (métodos) existem directamente no ficheiro
Controlo de fluxo de execução / tipos


Definição de uma constante
Inexistência de classes


Inclui a biblioteca “stdio” (Standard IO)
Semelhante ao Java
main() / printf()


main()  Função principal do programa e seu ponto de entrada
printf()  Permite escrever dados para o ecrã
6
Tipos de Dados Básicos

O tamanho de cada tipo de dados varia de plataforma
para plataforma.

sizeof(datatype)  Retorna o tamanho, em bytes do tipo de
dados
7
Controlo de Fluxo de Execução
8
Tabelas

double pessoas[10];



Cria uma tabela de 10 elementos do tipo double na stack
Acesso como em Java (pessoas[i])
O tamanho é pré-definido e fixo!
pessoas 

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
double matrix[3][3];
matrix  [0][0] [0][1] [0][2] [1][0] [1][1] [1][2] [2][0] [2][1] [2][2]
9
Pequeno exemplo com tabelas simples
10
Notas

As tabelas quando são declaradas têm de indicar o
tamanho dos dados que vão conter!



scanf(“%d”, &variavel_int)  Lê do teclado um inteiro
scanf(“%lf”, &variavel_double)  Lê do teclado um double



Para ultrapassar esta limitação tem de se utilizar ponteiros
(mais sobre isso daqui a pouco…)
O & representa o endereço da variável destino. Isto é, um ponteiro
(mais sobre isso daqui a pouco…)
media = 0.0;
desvio_padrao = 0.0;

Inicialização EXPLÍCITA de variáveis!!!
O C não inicializa as variáveis automaticamente.
11
Strings

char nome[6] = “JORGE”;

A tabela tem de conter 6 elementos:


Cinco para os caracteres: ‘J’, ‘O’, ‘R’, ‘G’, ‘E’
Um para o terminador da string: ‘\0’

char nome[] = “JORGE”;
char nome[] = { ‘J’, ‘O’, ‘R’, ‘G’, ‘E’, ‘\0’ };
char* nome = “JORGE”;

Funções úteis:




#include <string.h>
strcpy(), strncpy(), strcmp(), strncmp(), strcat(), strncat(), strstr(),
strchr(), sprintf()
12
Ponteiros (1)

Um ponteiro representa um endereço de memória,
permitindo aceder a outras variáveis ou buffers
explicitamente reservados

int* ptr;


ptr
*ptr
 ptr é um ponteiro para uma variável inteira
 é o ponteiro (endereço) em si
 valor apontado por ptr

&var
 representa o endereço da variável var

NULL
 ponteiro nulo (não aponta para nada)
13
Exemplo Simples – Notação
// Um inteiro
int idade = 20;
// Um ponteiro para um inteiro
int* ptrIdade = NULL;
// Uma atribuição...
ptrIdade = &idade;
idade (0x5490)
“20”
“30”
ptrIdade (0x6000)
0
ptrIdade (0x6000)
0x5490
// Acesso à idade original...
printf(“%d”, *ptrIdade);
// Acesso à idade original...
*ptrIdade = 30;
(Nota para a versão impressa: este slide contém uma uma animação em
que o 20 originalmente em idade passa a 30)
14
Quiz
15
Alocação dinâmica de memória


As tabelas têm de ter um tamanho fixo
Para resolver esse problema, utiliza-se:



void* malloc(size_t total_size)



Alocação dinâmica de memória
Ponteiros
Reserva total_size size bytes retornando um ponteiro para
a zona de memória reservada.
É necessário converter o ponteiro retornado num ponteiro “real”
void free(void* ptr)

Liberta a zona de memória apontada por ptr,
anteriormente reservada
16
Exemplo de uso de memória dinâmica

Notas:



Muitas vezes é possível utilizar os ponteiros como se fossem tabelas, assim
como usar tabelas como se fossem ponteiros
Ao utilizar ponteiros como tabelas, o compilador gera o código para aceder
correctamente aos valores apontados pelos índices. Exemplo: tabela[i] é
equivalente a *((char*) tabela + sizeof(double)*i)
Ao utilizar-se um ponteiro directamente, fazendo-se aritmética com o
mesmo, os avanços são em múltiplos do tipo de dados base. Exemplo:
tabela[2] é equivalente a *(tabela+2), que é sensivelmente equivalente a
*((char*) tabela + sizeof(double)*i) (na verdade é um “bug” subtil…)
17
Passagem de parâmetros por referência

Por vezes é necessário ter funções cujos argumentos
sejam passados por referência…
Função que troca
dois valores passados
como argumento
Função que calcula os quadrados de
elementos passados numa tabela, por
referência
18
CUIDADO

Nunca retornar referências para memória reservada na
stack!!!!
19
Possível solução

Existem outras soluções possíveis (e até mais seguras)…

Qual é o problema desta abordagem?
20
Estruturas

Uma estrutura permite agrupar a informação em blocos

Há diferentes formas de o fazer, todas equivalentes
Original
Mais prática
Abreviada
21
Estruturas e Ponteiros

Quando se utilizam estruturas e ponteiros, existe um
operador especial de acesso: ->
É equivalente escrever: ptrPessoa->nome ou (*ptrPessoa).nome
22
Mais um exemplo de ponteiros…


Uma lista ligada é uma estrutura de dados que permite
armazenar um número arbitrário de elementos não
pré-definidos
Consiste num encadear de elementos, em que cada
elemento possui um ponteiro para o próximo elemento
list
30
value
20
next
value
next
NULL
10
value
next
23
Programa (Parte I)
24
Programa (Parte II)


NOTA: É muito mais fácil adicionar “à cabeça” do que no final da lista!
TODO:


Implementar as funções: remove_list(), remove_element(), is_present()
A memória não está a ser liberta no final do programa!!!
25
Leitura e Escrita básica de disco

Existem dois tipos de leitura e escrita:


Baixo nível: open()/close()/read()/write()
Alto nível: fopen()/fclose()/fprintf()/fscanf()/fread()
26
write_random_int_file()
27
print_int_file()
28
» Now this is not the end. It is
not even the beginning of the
end. But it is, perhaps, the
end of the beginning «
Winston Churchill
29