Что такое динамические переменные

Динамические массивы и переменные: легко и просто!

Всем привет! В этой статье мы создадим массив и переменные применяя указатели. Если вы еще не почитали прошлую (начальную) статью про указатели, то советуем сначала изучить ее. Ну а если вы это все знаете, то погнали!

Быстрый переход по статье.

Что такое динамические переменные

Динамические переменные — это переменные, которые созданы напрямую с помощью указателей. Для них существует функция удаление (это мы разберем ниже).

На каждый тип данных выделяется разное количество ячеек.

Как создать динамические переменные в C++

Для создания динамических переменных нам понадобится применять конструкцию ниже:

Давайте подробно ее разберем:

Вы должны знать! Если тип переменной отличается от типа указателя — то эта динамическая переменная будет весить больше в оперативной памяти, чем такая же переменная с одинаковыми типами!

Пример использования динамических переменных

Внизу мы решили использовать динамические переменные:

Удаление динамических переменных

Как мы говорили выше, у нас есть возможность освобождать память переменной или, если понятным языком, удалять переменную из оперативной памяти ПК.

Чтобы его использовать, нужно применить конструкцию ниже:

Вы должны обратить внимание на отсутствие оператора * перед именем переменной. Многие начинающие прогеры забывают про это и в дальнейшем пытаются найти ошибку часами.

Статическое и динамическое объявление переменных

Статическое объявление переменных имеет такой вид: int number;

Использование динамических переменных имеет маленький плюс. Он заключается в освобождении памяти переменной до завершения программы. Благодаря этому мы можем сначала удалить переменную, а потом ее снова создать в другом участке программы (когда это нам будет нужно).

Что такое динамические массивы

Мы уже знакомы с миром массивов в C++. Мы не раз создавали их на определенное количество ячеек и при этом использовали статическое создание массивов.

Но еще ни разу не затрагивали их использование с указателями!

Мы создавали массивы на сто тысяч элементов, а то и больше. И не один раз бывало, что большое количество ячеек оставались неиспользованными. Это является неправильным применением оперативной памяти в ПК.

Чтобы мы бесполезно не использовали оперативную память в компьютере, нам понадобится оперировать с указателями в свете массивов.

Нам нужно вспомнить, что для создания статического массива количество ячеек нужно задавать числовой константой (а не переменной). Это очень неприятно, потому что в программе мы не знаем, сколько нам может понадобится ячеек.

Например, пользователь захотел вписать 1000 чисел в массив, а мы из-за незнания этого факта сделали массив всего лишь на 500 ячеек.

Динамический массив — это массив, у которого количество ячеек можно задавать и переменной, и числовой константой. Это большой плюс перед использованием статического массива.

Как работают динамические массивы

Как создать динамический массив в C++

Чтобы создать динамический массив мы будем использовать конструкцию ниже:

Источник

Что такое динамические переменные

«Кофе в постель могу себе позволить,

но сначала нужно встать, одеться и сварить,

а потом раздеться, лечь и и выпить»

Статический и динамический

Процесс связывания свойств объекта программирования (переменной), не является одномоментным. Одни свойства могут быть связаны раньше, другие – позже. Даже одно свойство может связываться в течение нескольких этапов. Например, связывание переменной с ее типом всегда происходит при трансляции. Связывание в ней адреса памяти и значения может происходить в разное время:

· глобальные (внешние) переменные размещаются в общем сегменте данных и получают в нем свои адреса уже при трансляции. Аналогично происходит их инициализация (присваивание начальных значений) ;

Отдельного обсуждения требуют локальные переменные. Хотя они и создаются в стеке уже при выполнении программы, их размерности, тем не менее, не могут быть изменены (например, размерности локальных массивов тоже должны быть константами). Поэтому это ничего не меняет в общем для всех именованных переменных тезисе: их количество, размерности и суммарный объем известны уже при трансляции и не могут быть изменены при выполнении программы.

// Модель стека в массиве ограниченной размерности

Динамические переменные

Назначение и механизм реализации динамических переменных нужно воспринимать в свете только что сформулированного малоутешительного вывода: программа не может превысить лимит памяти, запланированный при трансляции. В противном случае ей потребуется дополнительная память, выделяемая во время выполнения программы.

· динамические переменные создаются и уничтожаются работающей программой путем выполнения специальных операторов или вызовов функций;

· количество и размерность динамических переменных (массивов) может меняться в процессе работы программы. Это определяется числом вызовов соответствующих функций их параметрами;

· динамическая переменная не имеет имени, доступ к ней возможен только через указатель;

· функция создания динамической переменной ищет в «куче» свободную память необходимого размера и возвращает указатель на нее (адрес);

· функция уничтожения динамической переменной получает указатель на уничтожаемую переменную.

Работа с динамическими переменными и системой ДРП имеет ряд особенностей и сложностей. Они усугубляются еще и тем, что в Си в соответствии с требованиями эффективности программного кода, функции библиотеки минимально защищены от ошибок программирования:

· ошибки в процессе создания, уничтожения и работы с динамическими переменными (повторная попытка уничтожения динамической переменной, попытка уничтожения переменной, не являющейся динамической и т.д.), приводят к непредсказуемым последствиям в работе программы. Причем программа «валится» иногда не в том месте, где производятся ошибочные действия, при последующих вывовах функций работы с библиотекой.

pd = new double ; // Обычная динамическая переменная

void *malloc(int size); // выделить область памяти размером

// в size байтов и возвратить адрес

void free(void *p); // освободить область памяти,

// выделенную по адресу p

void *realloc(void *p, int size);

// расширить выделенную область памяти

// до размера size, при изменении адреса

// переписать старое содержимое блока

double *pd; // Обычная динамическая переменная

pd = ( double *)malloc(sizeof(double));

В заключение следует сказать, что динамическим переменным «не повезло»: несмотря на свое исключительное значение в деле представления данных переменной размерности, они синтаксически поддерживаются библиотекой, а не транслятором, то есть по большому счету «не входят в язык».

Динамические массивы

Адресная арифметика указателей и операторы выделения динамической памяти позволяют создавать массивы динамических переменных, или динамические массивы (ДМ), синтаксически не отличимые от обычных:

любой указатель в Си по определению адресует массив элементов указуемого типа неограниченной размерности, при работе с ним можно использовать стандартную операцию индексации [] для работы с памятью как с массивом;

указанные действия происходят во время работы программы и, следовательно, размерность массива может меняться от одного выполнения программы к другому.

double * pd 1,* pd 2; // Массивы динамических переменных

pd 1= new double [ n 1]; // Выделение памяти под ДМ

if (pd1 ==NULL || pd2==NULL) return;

for (i=0; i // Работа с ДМ

· не применять для динамической переменной или динамического массива одновременно функции и операции управления динамической памятью;

· при работе с объектами использовать только операции new / delete ;

· при освобождении памяти из-под динамического массива «подсказывать» транслятору, что указатель ссылается именно на массив, записывая перед указателем пустые скобки: delete [] pd 1.

Массивы, создаваемые в динамической памяти, называются динамическими. Свойства указателей позволяют одинаковым образом обращаться как с динамическими, так и с обычными массивами. Во многих языках интерпретирующего типа (например, Бейсик) подобный механизм скрыт в самом трансляторе, поэтому массивы там «по своей природе» могут быть переменной размерности.

приемлемый вариант может быть реализован, если в какой-то момент времени выполнения программа «узнает», какова в этот раз будет размерность обрабатываемых данных. Тогда она может создать динамический массив такой размерности и работать с ним. К сожалению, такое «знание» не всегда возможно ;

идеальный вариант заключается в создании такой структуры данных, которая автоматически увеличивает свою размерность при ее заполнении. К сожалению, в случае с массивом ни язык, ни библиотека здесь не помогут – его можно реализовать только программно.

Как известно, функция не может возвратить в качестве результата массив, но она может создать динамический массив во время работы и возвратить указатель на него.

char *twoToOne(char *p1, char *p2)<

for (n1=0; p1[n1]!=’\0′; n1++); // Длина первой строки

for (n2=0; p2[n2]!=’\0′; n2++); // Длина второй строки

if ((out = new char [n1+n2+1]) == NULL)

return NULL; // Выделить память под результат

while(*p2!=0) out[n1++] = *p2++; // Копировать строки

В данном примере размерность выходной строки определяется элементарно как сумма длин строк. Иногда для этого приходится два раза выполнять одно и тор же действие. Например, при возвращении множителей числа в первый раз разложение требуется провести для определения количества множителей, а после выделения памяти во второй раз – для его заполнения.

//—— Динамический массив простых множителей числа

// Размерность массива определяется двойным вычислением

for (int i=2; vv%i!=0; i++); // Определить очередной множитель

int *p=new int[sz+1]; // Создать динамический массив

for (int i=2; nn%i!=0; i++); // Определить очередной множитель

p[k]=i; // Сохранить множитель в массиве

p[k]=0; return p;> // Вернуть указатель на ДМ

Но наиболее универсальным и распространенным случаем является перераспределение памяти при переполнении массива: создается новый массив большей размерности, в который переписывается содержимое старого. После чего старый уничтожается, а указатель на старый массив устанавливается на новый (новый считается за старый). Все указанные действия можно выполнить единственной функцией нижнего уровня realloc.

«Кофе в постель могу себе позволить, но сначала нужно встать, одеться, сварить, а потом раздеться, лечь и выпить». М.Жванецкий.

// Загрузка динамического массива целых из файла

int *loadInt(char nm[],int &n)<

int sz=10,*p =new int[sz]; n=0;

sz*=2; // удвоить размерность

int *q=new int[sz]; // создать новый

for (int i=0;i // копировать старый в новый

delete p; // уничтожить старый

p=q; // считать новый за старый

p = (int*) realloc(p,sizeof(int)*(i+1+N));

Вопросы без ответов

Определите содержательный смысл функции, назначение и способ формирования динамического массива.

Источник

Русские Блоги

Статические и динамические переменные

0. Статическое хранилище и динамическое хранилище

1) Статические переменные хранения обычно назначаются единицам хранения во время определения переменной и остаются неизменными до конца всей программы. Статические переменные, глобальные динамические переменные являются статическим хранилищем

2) Динамическая переменная памяти выделяется во время выполнения программы, единица хранения используется, когда она используется, и она освобождается сразу после использования

3) Статические переменные хранения существуют постоянно, в то время как динамические переменные хранения время от времени исчезают. Обычно характеристики из-за различных методов хранения переменных называются временем жизни переменных

4) Статическое хранилище будет инициализировано только один раз

1. Разница

2. Динамические переменные (далее именуемые переменными)

2.1 Глобальные переменные

1) Во внешнем определении всех функций (включая основную функцию) могут использоваться все функции после определения, принадлежащие статическому хранилищу.

4) Значение инициализации по умолчанию равно 0, когда нет явной инициализации

Посмотрите на пример нескольких файлов с глобальными переменными:

Можно обнаружить, что глобальная переменная var_a является общей для всех файлов, каждый файл может получить к ней доступ и изменить ее значение.

2.2 Локальные переменные

1) Определенная внутри функции, она относится к динамическому хранилищу, другие функции недоступны, внешние файлы недоступны, иначе будет отображаться:

3) Жизненный цикл от вызова функции до выхода из функции

4) Когда нет явной инициализации, значение инициализации по умолчанию является случайным значением

3. Статические переменные

3.1 Статические глобальные переменные

3) Значение инициализации по умолчанию равно 0, когда нет явной инициализации

Основное различие между статическими глобальными переменными и динамическими глобальными переменными:

Динамические глобальные переменные можно использовать во внешних файлах через ключевое слово extern, но статические глобальные переменные нельзя использовать во внешних файлах. Статические глобальные переменные эквивалентны ограничению области действия динамических глобальных переменных

Посмотрите на пример:

Почему 5, а не 0,1,2,3,4

Это связано с тем, что в функции fun определена динамическая локальная переменная a, а также является статической глобальной переменной. В этом случае малая область действия маскирует большую область, поэтому локальные переменные охватывают глобальные переменные. Таким образом, динамическая локальная переменная a маскирует статическую глобальную переменную a

3.2 Статические локальные переменные

Основное различие между статическими локальными переменными и динамическими локальными переменными:

Источник

Динамическая переменная (программирование)

Так как динамическая переменная создаётся во время выполнения программы, во многих языках программирования у неё нет собственного идентификатора. Работа с динамической переменной ведётся косвенно, через указатель. Создание такой переменной заключается в выделении участка памяти с помощью специальной функции. Эта функция возвращает адрес в памяти, который назначается указателю. Процесс доступа к памяти через указатель называется разыменованием. После окончания работы с динамической переменной выделенную под неё память необходимо освободить — для этого тоже есть специальная функция.

Пример создания динамической переменной с помощью указателя в языке Pascal:

type tMyArray = array of real;

var pMyArray = ^tMyArray;

В языках программирования относительно низкого уровня указатели используются явно, что чревато серьёзными ошибками. В языках более высокого уровня динамические типы данных могут быть оформлены как динамические массивы.

Пример создания динамического массива в языке Delphi:

var MyArray = array of real;

Связанные понятия

В приведённой ниже таблице отмечено наличие или отсутствие тех или иных возможностей в некоторых популярных сегодня языках программирования. Столбцы упорядочены по алфавиту. Если возможность в языке недоступна напрямую, но может быть эмулирована с помощью других средств, то в таблице отмечено, что её нет.

Сопрограммы (англ. coroutines) — методика связи программных модулей друг с другом по принципу кооперативной многозадачности: модуль приостанавливается в определённой точке, сохраняя полное состояние (включая стек вызовов и счётчик команд), и передаёт управление другому. Тот, в свою очередь, выполняет задачу и передаёт управление обратно, сохраняя свои стек и счётчик.

В программировании локальной переменной называют переменную, объявленную внутри блока кода. Область видимости локальной переменной начинается в точке её объявления и заканчивается в конце этого блока. Например, в языке Си локальными являются переменные объявленные внутри функции или блока (в Си, блоки ограничиваются фигурными скобками < и >).

В информатике и теории автоматов состояние цифровой логической схемы или компьютерной программы является техническим термином для всей хранимой информации, к которой схема или программа в данный момент времени имеет доступ. Вывод данных цифровой схемы или компьютерной программы в любой момент времени полностью определяется его текущими входными данными и его состоянием.

Источник

Динамические переменные и массивы

При написании программ часто возникает необходимость динамического выделения и освобождения памяти на этапе выполнения программы. Это позволяет использовать освобожденное пространство для других целей.

Для динамических переменных характерны следующие особенности:

1) у них нет имен, поэтому вся работа с ними осуществляется только с помощью указателя;

2) в отличие от остальных переменных, которые создаются и уничтожаются автоматически, динамические переменные создаются с помощью операции new на этапе выполнения программы и должны быть уничтожены операцией delete до окончания работы программы, иначе память компьютера останется занятой;

3) поскольку размер динамической памяти ограничен, то запрос на выделение памяти не всегда удовлетворяется и программист обязан за этим следить.

Оператор new выделяет память требуемого размера и возвращает адрес начала выделенного участка памяти, который присваивается указателю соответствующего типа. Если память не может быть выделена, то возвращается нулевой адрес. Поэтому перед началом работы с динамической памятью проверяется значение указателя. Если в нем хранится нулевой адрес, то работа соответствующей функции в программе завершается.

Пример создания и работы с динамической переменной:

double *Ptr; // объявление указателя

Ptr = new double; // выделение памяти и инициализация указателя

if (Ptr == NULL) // если память не выделена

printf(“\n Ошибка выделения памяти!”);

return; // выход из функции, которая

> // использует динамическую память

*Ptr = 1.23456; // работа с динамической переменной

По окончании работы с динамической переменной она должна быть удалена с помощью операции delete.

delete Ptr; // освободить память, адрес которой хранится в указателе Ptr

Удаление динамической переменной не означает, что память очищается, это означает только то, что ранее занятая память становится доступной для повторного выделения.

В операторе new можно использовать как стандартные типы, так и типы данных, определенные пользователем. Динамически выделять память для переменных стандартных типов невыгодно, т.к. память расходуется не только на переменные, но и на информацию о выделении памяти. Поэтому она выделяется только на большие массивы стандартных или пользовательских типов, размер которых заранее неизвестен.

Динамический одномерный массив создается следующим образом:

double *Ptr; // объявление указателя

printf( “\n Введите размер массива ”);

Ptr = new double [N]; // создание динамического массива

printf( “\n Ошибка выделения памяти!”);

однако, возможен и такой вариант удаления:

т.к. информация о размере выделенной памяти известна.

Для обращения к элементам массива через указатель Ptr можно использовать как операцию разадресации указателя, так и операцию индексации указателя, которая более понятна и удобна в работе с массивом. Ниже приведены примеры выражений для работы с динамическим одномерным массивом:

Создание динамических многомерных массивов немного сложнее, т.к. их нельзя создать сразу. Так, например, динамическая матрица создается как набор отдельных строк, на каждую из которых должен быть установлен указатель. Поэтому требуется создание дополнительного массива указателей. Поскольку этот массив также расположен в динамической памяти, то на него должен быть установлен указатель на указатель, что схематично представлено на следующем рисунке.

Пример создания и обработки динамической матрицы:

double **Ptr; // объявление указателя на указатель

int N, M; // объявление размерности матрицы

printf( “\n Введите число строк ”);

printf( “\n Введите число столбцов ”);

Ptr = new double* [N]; // создание динамического массива указателей

Источник