Guia#9: Punteros en C#.

Transcripción

1 Guia#9: Punteros en C#. Facultad: Ingeniería Escuela: Ingeniería en Computación Asignatura: Programación I Objetivos. Conocer el concepto de punteros y su aplicación en C#. Desarrollar aplicaciones en C# utilizando punteros. Utilizar este tipo especial de variable y su uso en el desarrollo de aplicaciones con gestión dinámica de memoria. Introducción. Punteros Los punteros son un tipo especial de variables que tiene direcciones de memoria como sus valores. Por ser una variable, aunque de tipo especial, su declaración no varía de gran forma con lo estudiado hasta el momento. Sintaxis: <tipo_de_dato> * <nombre_puntero>; El tipo de dato de una variable de tipo puntero se corresponde con el tipo de dato de la variable a la que apunta.los punteros pueden ser inicializados cuando son declarados o en un enunciado de la asignación. Pueden ser inicializados a 0, NULL o a una dirección específica ( cuyo formato se presenta en hexadecimal ); un puntero con un valor NULL apunta a nada. Para declarar un puntero debe utilizarse un tipo de datos: int *ptrentero; float *ptrreal; char *ptrdireccion; Si se desea declarar varios punteros en una misma línea de código, C# permite hacerlo de la siguiente manera: int* p1, p2, p3; Luego, no se podrá utilizar un puntero declarado int con variables de tipo char o float. La idea anterior significa que los punteros deben declararse del mismo tipo de dato al cual apuntan. En un programa pueden aparecer errores en tiempo de ejecución y advertencias en tiempo de compilación cuando se define un puntero a determinado tipo de dato y, a continuación, se utiliza para apuntar a algún otro tipo de dato. Para entender los punteros y los vectores, es necesario primero conocer cómo se almacenan los números en la memoria del ordenador. El valor de cada variable en un programa de ordenador se guarda en una sección de memoria cuyo tamaño está determinado por el tipo de dato de la variable. La localización de esta sección de memoria es almacenada en la dirección de la variable.

2 Por tanto, es así como si cada variable estuviera compuesta de dos partes: su valor y su dirección de memoria. Cada celda de memoria se puede considerar de una parte con el contenido, y la otra parte que se almacena en la dirección. Las direcciones se representan normalmente por un número hexadecimal, pudiendo contener un carácter, un entero o un real (aunque en realidad todos son almacenados como números binarios, lo cual es más entendible para la máquina a la hora de compilar los programas). Una forma de acceder a la información de una variable es por medio de una segunda variable que contiene la dirección de la variable a la que se pretende acceder. Este tipo de variable se conoce como apuntador o puntero. Operadores para Punteros El operador de dirección (&) es un operador unario que devuelve la dirección de memoria de su operando. El operador de indireccón (*) regresa el valor del objeto hacia el cual se apunta. Por ejemplo: int y = 5; int *puntero; La instrucción: puntero = &y asigna la dirección de la variable y a la variable del apuntador puntero. Entonces, se dice que puntero apunta a y. Ahora, puntero hace referencia de manera indirecta al valor de la variable y observe que el & de la instrucción de asignación anterior no es el mismo que el & de una declaración de variable de apuntador, el cual siempre es precedido por el nombre del tipo de dato. Código Inseguro (Unsafe Code) Con unsafe code o código inseguro nos referimos a una región de código en la que está permitida la declaración y operaciones con punteros. La palabra clave para marcar un método, miembro o bloque es unsafe. Ejecutar una aplicación en modo inseguro (unsafe) Dado que los punteros manipulan la memoria de nuestro ordenador, para cada aplicación que vayamos a ejecutar vamos a activar la ejecución en modo inseguro, la cual la activamos de la siguiente manera: (suponga que nuestro proyecto se llama G9_Ejemplo1)

3 1) Clic en la propiedades del proyecto: 2) Ahora, se abre la siguiente ventana, en la cual tenemos que chequear la opción de Generar* y despues a opcion de Permitir código no seguro 3) Guardamos los cambios y pasemos a nuestro código. 4) Ahora, en vez de utilizar el static void Main(string[] args) vamos a utilizar el tipo de

4 método inseguro (recordemos que estamos trabajando con referencias de memoria): unsafe static void Main(string[] args). A continuación se muestran ejemplos de declaraciones de tipos de puntero: Material y Equipo Guía de laboratorio No. 9. Computadora con Visual Studio 2013 o superior. Dispositivo de almacenamiento (USB). Procedimiento G9_Ejemplo1 Programa que ejemplifica el uso de punteros y direcciones de memoria. 1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Text; 5 namespace G9_Ejemplo1 6 { 7 class Program 8 { 9 unsafe static void Main(string[] args) 10 { 11 int Valor; 12 int* puntero = null; 13 puntero = &Valor; 14 Console.Title = "Trabajando con punteros en C#"; 15 Console.WriteLine("Digite un valor entero: "); 16 Valor = int.parse(console.readline()); 17 Console.WriteLine("\nEl numero ingresado es: " + Valor); 18 Console.WriteLine("El valor al que apunta el puntero es: " + (int)*puntero); 19 Console.WriteLine("La direccion de memoria de la variable Valor es: " + (int)puntero); 20 Console.ReadKey(); 21 } 22 } 23 }

5 G9_Ejemplo2 En este programa se pasa la variable Num, utilizando llamada por referencia (se pasa la dirección de memoria de la variable) al procedimiento Raiz., al cual le damos como argumento una variable de tipo puntero *Ptr. 1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Text; 5 namespace G9_Ejemplo2 6 { 7 class Program 8 { 9 unsafe static void Raiz(Double* Ptr) //procedimiento que accede al valor recibido a través de un puntero 10 { 11 Console.WriteLine("\nLa raiz cuadrada de [" + *Ptr + "] es: " + Math.Sqrt(*Ptr)); 12 } 13 unsafe static void Main(string[] args) 14 { 15 Console.Title = "Funciones con paso por referencia"; 16 String Op; 17 Double Num;// declaracion de variable normal 18 Double* Ptr = null; // declaracion e inicializacion de puntero 19 do 20 { 21 Console.Clear(); 22 Console.WriteLine("Escribir un numero para extraer la raiz cuadrada: "); 23 Num = Double.Parse(Console.ReadLine()); 24 Raiz(&Num);// damos la direccion de memoria como parametro al procedimiento 25 Console.WriteLine(" Desea calcular otra raiz [S/N]: "); 26 Op = Console.ReadLine(); 27 } while (Op == "s" Op == "S"); 28 Console.ReadKey(); 29 } 30 } 31 }

6 G9_Ejemplo3 Este programa muestra la forma de incrementar por valor e incrementar por referencia 1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Text; 5 namespace G9_Ejemplo3 6 { 7 class Program 8 { 9 unsafe static void IncrementarPorValor(int n) 10 { 11 n = n + 1; 12 Console.WriteLine("Al aplicar incremento por valor obtenemos: " + n); 13 } 14 unsafe static void IncrementarPorReferencia(int* n) 15 { 16 *n = *n + 1; 17 Console.WriteLine("Al aplicar incremento por referencia obtenemos: " + *n); 18 } 19 unsafe static void Main(string[] args) 20 { 21 Console.Title = "Ejemplo3 con punteros"; 22 int Op; 23 int n; 24 do 25 { 26 Console.Clear(); 27 Console.WriteLine("Digitar un valor entero: "); 28 n = int.parse(console.readline()); 29 IncrementarPorValor(n); 30 Console.WriteLine(" "); 31 IncrementarPorReferencia(&n); 32 Console.WriteLine("\n Incrementar otro valor? [1=si / 2=no]"); 33 Op = int.parse(console.readline()); 34 } while (Op == 1); 35 Console.ReadKey(); 36 } 37 } 38 }

7 Análisis de Resultados 1) Dado el siguiente vector Vec[ ] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}, utilizar una variable de tipo puntero para imprimir los elementos del vector. 2) Escribir un programa que permita cargar un vector de longitud 10. El programa debe mostrar los elementos ordenados. Use punteros. Investigación Complementaria Utilizar punteros en los siguientes problemas: 1) Desarrollar un programa que lea una cadena de texto y mostrar en pantalla el número de vocales que tiene dicho texto. 2) Desarrollar un programa lea dos vectores con datos enteros y utilizando punteros generar un tercer vector con la sumatoria de los vectores cargados anteriormente. Bibliografía Deitel, Harvey M. y Paul J. Deitel, Cómo Programar en C#, Segunda Edición, México, 2007.