C – Alocação dinâmica

Alocação dinâmica

A alocação dinâmica é o processo que aloca memória em tempo de execução. Ela é utilizada quando não se sabe ao certo quanto de memória será necessário para o armazenamento das informações, podendo ser determinadas em tempo de execução conforme a necessidade do programa. Dessa forma evita-se o desperdício de memória.

No padrão C ANSI existem 4 funções para alocações dinâmica pertencentes a biblioteca stdlib.h. São elas malloc(), calloc(), realloc() e free(). Sendo que as mais utilizadas são as funções malloc() e free(). Além das funções mencionadas acima existem outras que não serão abordadas neste tutorial, pois não são funções padrões.

A alocação dinâmica é muito utilizada em problemas de estrutura de dados, por exemplo, listas encadeadas, pilhas, filas, arvores binárias e grafos. As funções malloc() e calloc() são responsáveis por alocar memória, a realloc() por realocar a memória e por ultimo a free() fica responsável por liberar a memória alocada.

A sintaxe da função malloc() é dada por:

Esta função recebe como parâmetro “size” que é o número de bytes de memória que se deseja alocar. O tipo size_t é definido em stdlib.h como sendo um inteiro sem sinal. O interessante é que esta função retorna um ponteiro do tipo void podendo assim ser atribuído a qualquer tipo de ponteiro.

No exemplo abaixo, suponha que seja necessário no meio do código alocar uma memória com 150 bytes, para isto seria necessário digitar as seguintes linhas de código:

No programa abaixo podemos verificar alguns problemas que podem ser facilmente resolvidos se tivéssemos utilizado alocação dinâmica.

O exemplo acima é muito simples, mas demonstra em que situação deve utilizar alocação dinâmica. Analisando o programa mostrado vemos que não se sabe a quantidade de valores que a pessoa vai inserir no vetor por esse motivo declaramos um vetor muito grande. O problema está se a pessoa, por exemplo, deseja colocar apenas 3 elementos no vetor. Como o vetor foi declarado com o tamanho igual a 100, o que acontece é o desperdício de memória e caso passe de 100 haverá um estouro. Portanto a melhor solução seria utilizar alocação dinâmica, ou seja, toda vez que não se sabe ao certo a quantidade de elementos a serem utilizados deve-se utilizar a alocação dinâmica.

O mesmo exemplo mostrado anteriormente com o uso de alocação dinâmica (usando a função malloc() ) é mostrado logo abaixo:

Agora o usuário pode digitar o tamanho do vetor que quiser que não terá desperdício de memória e o vetor a ser alocado será do tamanho digitado pelo usuário.

A função malloc() utilizada no programa acima, cuja a sintaxe foi mostrada, devolve um ponteiro do tipo void, desta forma pode-se ser atribuído a qualquer tipo de ponteiro (no nosso exemplo é atribuído a um ponteiro do tipo inteiro). A memória alocada pela função malloc(), como também por outras funções que vamos ver no decorrer deste tutorial, devem ser obtida do heap. Heap é a região de memória livre do seu computador. Desta forma é necessário verificar se a memória livre do seu computador é suficiente para o armazenamento e isto pode ser feito da seguinte forma:

Caso a função malloc() devolver o valor nulo significa que não há memória suficiente e nesse caso o programa deve imprimir na tela a mensagem “Memória insuficiente” e imediatamente terminar o programa que é feito através da função exit().

A função free() usada neste e nos demais exemplos de alocação dinâmica serve para liberar a memória alocada. E sua sintaxe é a seguinte:

O p é um ponteiro que aponta para a memória alocada anteriormente, em nosso programa o ponteiro vet.

Agora veremos outras funções padrões de alocação dinâmica:

 

Calloc()

Esta função também tem como objetivo alocar memória e possui a seguinte sintaxe:

O num representa a quantidade de memória a ser alocada e o size é o seu tamanho. Esta função inicia o espaço alocado com 0. O exemplo anterior com o calloc() é feita alterando somente a seguinte linha:

A função sizeof() retorna o tamanho em bytes do tipo de dado, que no nosso exemplo é inteiro, isto é importante para que o programa seja considerado portável.

 

realloc()

Esta função é responsável por realocar a memória cuja a sintaxe é:

Desta forma pode-se altera o tamanho da memória anteriormente alocado por *p para o tamanho especificado por um novo valor (size). Veja o exemplo abaixo:

Neste ultimo programa usamos a função strcpy() que copia a string entre aspas para a string destino, que no nosso caso é uma variável com o nome de string. Para utilizar esta função foi necessário inserir no cabeçalho “#include <string.h>”. Existem outras funções para se trabalhar com string que serão explicados no próximo tutorial.

Nos exemplos aqui mostrado o system(“Pause”) tem o mesmo papel que o getch() e serve para que o programa de uma pausa. O comando “system” roda qualquer comando DOS. E por ultimo para se utilizar o system(“Pause”) é necessário inserir no cabeçalho “#include<stdlib.h>”.

Fonte: http://www.juliobattisti.com.br/tutoriais/katiaduarte/cbasico009.asp