Cours 7 - Les pointeurs, l'allocation dynamique, les listes chaînées

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1 Cours 7 - Les pointeurs, l'allocation dynamique, les listes chaînées
Pointeurs, allocation dynamique et listes chaînées

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Les types vus jusqu'à présent (entier, flottant,…) permettaient d'utiliser des variables qui contenaient directement des valeurs. a:entier 5 5 a:entier p: pointeur sur entier Une variable du type pointeur sur T contient, non pas une valeur, mais une adresse, adresse à laquelle on trouve une variable du type T.

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Soit T un type quelconque (entier, flottant,…). On note T* le type "pointeur sur T ". On pourra alors déclarer: p : T* 1 – Les pointeurs p est un pointeur sur T p va pouvoir contenir l'adresse mémoire d'une variable de type T

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*p signifie "valeur se trouvant à l'adresse p ". Soit a de type T: a:T &a signifie "l'adresse de a". 1 – Les pointeurs Les pointeurs sont en fait des adresses mémoire.

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Exemple aux p1, p2 : entier*; aux a : entier; a = 2; p1 = &a; p2 = p1; *p1 = 5; écrire(*p2); écrire(*p2 == *p1); écrire(p2 == p1);

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Que fait l'exemple suivant? aux p : entier*; *p = 2; 2 – L'allocation dynamique

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Que fait l'exemple suivant? aux p : entier*; *p = 2; Comme les variables de type classique, les pointeurs ne sont pas initialisés automatiquement! p contient donc une adresse quelconque, c'est un pointeur qui pointe n'importe où. Solution: il faut allouer dynamiquement des ressources, c'est-à-dire demander à réserver une zone mémoire durant l'exécution du programme, ce que nous ne pouvions faire auparavant. On utilisera pour cela le mot-clé nouveau(). nouveau(p) réserve la mémoire nécessaire au type pointé par p et fait pointer p vers cette zone mémoire.

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Que fait l'exemple suivant? aux p : entier*; nouveau(p); *p = 2; 2 – L'allocation dynamique

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1 – Introduction Une liste est une suite finie ordonnée d'éléments de même type. Les éléments sont repérés par leur rang dans la liste. Nous avons déjà utilisé des listes, sous forme de tableau: début Nous allons maintenant définir une nouvelle représentation pour les listes: les listes chaînées.

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2 – Exemple de liste chaînée Une liste chaînée est un ensemble d'éléments où chaque élément (sauf le dernier) est chaîné avec son successeur. Pour accéder à une liste, il suffit de connaître l'adresse de son premier élément. Pour rechercher un élément, on suit le chaînage jusqu'à ce qu'on atteigne l'élément voulu, ou la fin de la liste. début fin

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3 – Construction d'une liste chaînée Considérons un article Fiche contenant un nom et un pointeur: Fiche : type article nom : texte; suiv : Fiche*; fin Fiche

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Écrivons maintenant la fonction construction() qui crée une liste chaînée d'une ou plusieurs Fiches, dans l'ordre inverse de leur saisie: fonction construction() retourne Fiche* {S:renvoie la tête de la liste construite} aux début,cellule:Fiche*, nom:texte; début début=NIL; écrire("Tapez un nom ou STOP pour arrêter"); lire(nom); tant que nom!="STOP" faire nouveau(cellule); (*cellule).nom =nom; (*cellule).suiv=début; début=cellule; fait; retourne(début); fin

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3bis – Construction d'une liste chaînée Écrivons maintenant la fonction construction() qui crée une liste chaînée d'une ou plusieurs Fiches, dans l'ordre de leur saisie. Principe: on doit ajouter chaque nouvelle fiche en fin de liste pour cela, on maintient un pointeur sur le dernier élément de la liste

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4 – Affichage de la liste On souhaite afficher la liste dans son ordre normal. Principe: on parcourt simplement la liste en affichant chaque cellule. Écrivons la procédure affiche(début: Fiche*) :

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4bis – Affichage de la liste version récursive On souhaite afficher la liste dans son ordre normal. Principe: si la cellule courante est NIL, on quitte la fonction sinon on affiche le contenu de la cellule courante, et on appelle récursivement l'affichage de la cellule suivante Écrivons la procédure affiche(début: Fiche*) :

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5 – Calcul de la longueur d'une liste Une liste de deux éléments a une longueur 2. Écrivons la fonction longueur(début: Fiche*)retourne entier : fonction longueur(début: Fiche*)retourne entier aux lon: entier, courant: Fiche*; début lon = 0; courant = début; tant que courant != NIL faire lon = lon+1; courant = (*courant).suiv; fait retourne lon; fin

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5bis – Calcul de la longueur d'une liste version récursive Une liste de deux éléments a une longueur 2. Écrivons la fonction longueur(début: Fiche*)retourne entier :

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6 – Recherche d'un élément Écrivons la fonction cherche(début: Fiche*, nom:texte) retourne booléen : fonction cherche(début: Fiche*, nom:texte) retourne booléen {renvoie VRAI si nom est dans la liste, FAUX sinon} aux courant: Fiche*; début courant = début; tant que courant!=NIL ET (*courant).nom!=nom faire courant = (*courant).suiv; fait si courant==NIL alors retourne FAUX; sinon retourne VRAI; fsi fin

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6bis – Recherche d'un élément version récursive Une liste de deux éléments a une longueur 2. Principe: si la cellule courante est NIL, on renvoie FAUX si la cellule courante est la cellule recherchée, on renvoie VRAI sinon, on renvoie le résultat de l'appel récursif sur la cellule suivante Écrivons la fonction cherche(début: Fiche*, nom:texte) retourne entier :

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7 – Affichage de la liste inversée On souhaite afficher la liste dans l'ordre inverse. Écrivons la procédure afficheInverse(début: Fiche*) : Pour afficher en ordre inverse, il nous faut mémoriser les éléments au fur et à mesure qu'on parcourt la liste. SOLUTIONS: Utiliser un tableau (quelle taille?) Construire une autre liste chaînée en ordre inverse! CONCLUSION: c'est compliqué!

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7bis – Affichage de la liste inversée, version récursive On souhaite afficher la liste dans l'ordre inverse. Principe: si la cellule courante est NIL, on quitte la fonction on appelle récursivement l'affichage de la cellule suivante, PUIS, AU RETOUR DE CET APPEL RECURSIF, on affiche le contenu de la cellule courante. Écrivons la procédure afficheInverse(début: Fiche*) :

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7bis – Affichage de la liste inversée, version récursive début A B C NIL procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin

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7bis – Affichage de la liste inversée, version récursive début A B C NIL procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin

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7bis – Affichage de la liste inversée, version récursive début A B C NIL procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin

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7bis – Affichage de la liste inversée, version récursive début A B C NIL procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin

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7bis – Affichage de la liste inversée, version récursive début A B C NIL procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin

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7bis – Affichage de la liste inversée, version récursive début A B C NIL procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin

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7bis – Affichage de la liste inversée, version récursive début A B C NIL procédure afficheInv(début: Fiche*) début si début!=NIL alors afficheInv((*début).suiv); écrire((*début).nom); fsi fin

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8 – Insertion à la kième position d'une liste On souhaite insérer une nouvelle cellule à la kième position d'une liste. Principe: si on veut insérer à la première position, la tête de la liste change sinon, on doit se positionner sur la k-1ième cellule SI ELLE EXISTE et réaliser l'insertion en modifiant les chaînages correctement. Écrivons la procédure insère(R début: Fiche*, V k:entier, V nom:texte, R erreur:booléen) :