Rheinwerk Computing < openbook > Rheinwerk Computing - Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.
Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
Vorwort des Gutachters
1 Einstieg in C
2 Das erste Programm
3 Grundlagen
4 Formatierte Ein-/Ausgabe mit »scanf()« und »printf()«
5 Basisdatentypen
6 Operatoren
7 Typumwandlung
8 Kontrollstrukturen
9 Funktionen
10 Präprozessor-Direktiven
11 Arrays
12 Zeiger (Pointer)
13 Kommandozeilenargumente
14 Dynamische Speicherverwaltung
15 Strukturen
16 Ein-/Ausgabe-Funktionen
17 Attribute von Dateien und das Arbeiten mit Verzeichnissen (nicht ANSI C)
18 Arbeiten mit variabel langen Argumentlisten – <stdarg.h>
19 Zeitroutinen
20 Weitere Headerdateien und ihre Funktionen (ANSI C)
21 Dynamische Datenstrukturen
22 Algorithmen
23 CGI mit C
24 MySQL und C
25 Netzwerkprogrammierung und Cross–Plattform-Entwicklung
26 Paralleles Rechnen
27 Sicheres Programmieren
28 Wie geht’s jetzt weiter?
A Operatoren
B Die C-Standard-Bibliothek
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C von A bis Z von Jürgen Wolf
Das umfassende Handbuch
Buch: C von A bis Z

C von A bis Z
3., aktualisierte und erweiterte Auflage, geb., mit CD und Referenzkarte
1.190 S., 39,90 Euro
Rheinwerk Computing
ISBN 978-3-8362-1411-7
Pfeil 14 Dynamische Speicherverwaltung
Pfeil 14.1 Das Speicherkonzept
Pfeil 14.2 Speicherallokation mit »malloc()«
Pfeil 14.3 Das NULL-Mysterium
Pfeil 14.3.1 NULL für Fortgeschrittene
Pfeil 14.3.2 Was jetzt – NULL, 0 oder \0 ... ?
Pfeil 14.3.3 Zusammengefasst
Pfeil 14.4 Speicherreservierung und ihre Probleme
Pfeil 14.5 »free()« – Speicher wieder freigeben
Pfeil 14.6 Die Freispeicherverwaltung
Pfeil 14.6.1 Prozessinterne Freispeicherverwaltung
Pfeil 14.7 Dynamische Arrays
Pfeil 14.8 Speicher dynamisch reservieren mit »realloc()« und »calloc()«
Pfeil 14.9 Speicher vom Stack anfordern mit »alloca()« (nicht ANSI C)
Pfeil 14.10 »free()« – Speicher wieder freigeben
Pfeil 14.11 Zweidimensionale dynamische Arrays
Pfeil 14.12 Wenn die Speicherallokation fehlschlägt
Pfeil 14.12.1 Speicheranforderung reduzieren
Pfeil 14.12.2 Speicheranforderungen aufteilen
Pfeil 14.12.3 Einen Puffer konstanter Größe verwenden
Pfeil 14.12.4 Zwischenspeichern auf Festplatte vor der Allokation
Pfeil 14.12.5 Nur so viel Speicher anfordern wie nötig


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14.11 Zweidimensionale dynamische Arrays topZur vorigen Überschrift

In Abschnitt 12.9 haben Sie gelesen, dass das Anwendungsgebiet von Zeigern auf Zeiger unter anderem das dynamische Erstellen von Matrizen ist. Ich will Sie jetzt nicht quälen und als Thema die Matrizenberechnung nehmen, sondern ich werde nur einfache Speicherreservierungen mit Zeilen und Spalten vornehmen:

int matrix[zeile][spalte];

Um also für ein zweidimensionales Array mit beliebig vielen Zeilen und Spalten Speicher zu reservieren, benötigen Sie zuerst Platz für die Zeile. Und zu jeder dieser Zeilen wird nochmals Platz für die Spalte benötigt. Beim Freigeben des Speichers muss dies in umgekehrter Reihenfolge geschehen.

Hier folgt das vollständige Listing dazu:

/* 2D_dyn_array.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define BUF 255

int main(void) {
   int i, j, zeile, spalte;
   /* Matrix ist Zeiger auf int-Zeiger. */
   int ** matrix;

   printf("Wie viele Zeilen : ");
   scanf("%d", &zeile);
   printf("Wie viele Spalten: ");
   scanf("%d", &spalte);

   /* Speicher reservieren für die int-Zeiger (=zeile) */
   matrix = malloc(zeile * sizeof(int *));
   if(NULL == matrix) {
      printf("Kein virtueller RAM mehr vorhanden ... !");
      return EXIT_FAILURE;
   }
   /* jetzt noch Speicher reservieren für die einzelnen Spalten
    * der i-ten Zeile */
   for(i = 0; i < zeile; i++) {
      matrix[i] = malloc(spalte * sizeof(int));
         if(NULL == matrix[i]) {
            printf("Kein Speicher mehr fuer Zeile %d\n",i);
            return EXIT_FAILURE;
         }
   }
   /* mit beliebigen Werten initialisieren */
   for (i = 0; i < zeile; i++)
      for (j = 0; j < spalte; j++)
         matrix[i][j] = i + j;      /* matrix[zeile][spalte] */

   /* Inhalt der Matrix entsprechend ausgeben */
   for (i = 0; i < zeile; i++) {
      for (j = 0; j < spalte; j++)
         printf("%d ",matrix[i][j]);
      printf("\n");
   }

   /* Speicherplatz wieder freigeben.
    * Wichtig! In umgekehrter Reihenfolge. */

   /* Spalten der i-ten Zeile freigeben */
   for(i = 0; i < zeile; i++)
      free(matrix[i]);
   /* Jetzt können die leeren Zeilen freigegeben werden. */
   free(matrix);
   return EXIT_SUCCESS;
}

Zugegeben, das Listing hat es in sich. Für einige dürfte es etwas undurchsichtig erscheinen, wie aus **matrix nun matrix[zeile][spalte] wird. Am besten sehen Sie sich einfach einmal an, was bei folgender Speicherreservierung geschehen ist:

matrix = malloc(zeile * sizeof(int));

Als Beispiel soll eine 4×3-Matrix erstellt werden, also vier Zeilen und drei Spalten.

Abbildung 14.9 Reservierung des Speichers für die Zeile (erste Dimension)

Nachdem Sie den Speicher für die einzelnen Zeilen reserviert haben, können Sie als Nächstes Speicher für die einzelnen Spalten reservieren.

   for(i = 0; i < zeile; i++) {
      matrix[i] = malloc(spalte * sizeof(int));
         if(NULL == matrix[i]) {
            printf("Kein Speicher mehr fuer Zeile %d\n",i);
            return EXIT_FAILURE;
         }
   }

Somit ergibt sich im Speicher dann das finale Bild aus Abbildung 14.10.

Abbildung 14.10 Nach der Reservierung des Speichers für die Spalte

Sicherlich erinnern Sie sich noch an die Demonstration des gleichwertigen Zugriffs auf ein Speicherobjekt mithilfe eines Zeigers und eines Arrays in Kapitel 12, »Zeiger (Pointer)«. Auch bei den Zeigern auf Zeiger und den zweidimensionalen Arrays gibt es einige äquivalente Fälle. Sie finden sie in Tabelle 14.2 aufgelistet.


Tabelle 14.2 Äquivalenz zwischen Zeigern auf Zeiger und mehrdimensionalen Arrays

Zugriff auf … Möglichkeit 1 Möglichkeit 2 Möglichkeit 3

1. Zeile, 1. Spalte

**matrix
*matrix[0]
matrix[0][0]

i. Zeile, 1. Spalte

**(matrix+i)
*matrix[i]
matrix[i][0]

1. Zeile, i. Spalte

*(*matrix+i)
*(matrix[0]+i)
matrix[0][i]

i. Zeile, j. Spalte

*(*(matrix+i)+j)
*(matrix[i]+j)
matrix[i][j]



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