Gestion dynamique de la mémoire. Occupation mémoire de différents types de données. Variables et mémoires

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1 Nour-Eddine Oussous, Éric Wegrzynowski 18 octobre 2006 Introduction Les pointeurs Les pointeurs en Pascal Déclaration Accès à la zone pointée Affectation d une valeur à un pointeur Affectation de pointeurs Adresse d une iable Gestion dynamique de mémoire Occupation mémoire de différents types de données Déclaration d une iable = réservation d un espace mémoire qui est fonction du type de la iable. s avec Free Pascal (avec l option -Mobjfpc) sur architecture i386 Déclaration Mémoire réservée somme : INTEGER ; 4 octets n : CARDINAL ; 4 octets trouve : BOOLEAN ; 1 octet moyenne : REAL ; 8 octets tableau : Array[1..100] of REAL ; = 800 octets nom : STRING[20] ; 21 octets Variables et mémoires n : CARDINAL b : BOOLEAN x : REAL MÉMOIRE 4 octets 1 octet 8 octets Fig.: Variables en mémoire

2 statique/dynamique de mémoire Les pointeurs Déclaration d une iable d un type T = allocation statique d une zone mémoire Possibilité d allocation dynamique de mémoire Un pointeur est une iable qui contient l adresse d une donnée contenue en mémoire. La déclaration d une iable pointeur réserve 4 octets nécessaires au codage de l adresse mémoire de la donnée pointée mais ne réserve aucune mémoire pour la donnée pointée Quel que soit le type de la donnée pointée, la taille mémoire du pointeur est toujours la même : 4 octets Pointeur en mémoire Déclaration Déclaration d un pointeur pointeur vers une donnée de type REAL (4 octets) MÉMOIRE A1 42 B5 8F Fig.: Pointeur vers un REAL ADRESSE MÉMOIRE A142B58F donnée de type REAL (8 octets) En Pascal, les pointeurs sont des iables dont le type est celui de la donnée pointée précédé d un ˆ P : ˆ<type> ; s de iables pointeurs / / p o i n t e u r v e r s C A R D I N A L R : ˆREAL ; / / p o i n t e u r v e r s R E A L

3 Accès à la zone pointée L opérateurˆ L opérateur ˆ permet d obtenir la zone pointée par un pointeur. Pˆ peut être considéré comme une iable du type de la zone pointée. / / a f f e c t a t i o n a Y d e l a v a l e u r p o i n t e e p a r P Y := Pˆ ; / / a f f i c h a g e d e l a v a l e u r p o i n t e e p a r P w r i t e l n (P ˆ ) ; Y doit avoir le type des valeurs pointées par P Accès à la zone pointée Autre exemple type COMPLEXE = record r e : REAL ; im : REAL ; { COMPLEXE } ; P : ˆCOMPLEXE;... { P p o i n t e v e r s u n c o m p l e x e } / / a f f i c h a g e d e l a p a r t i e r e e l l e w r i t e l n (Pˆ. r e ) ; / / a f f i c h a g e d e l a p a r t i e i m a g i n a i r e w r i t e l n (Pˆ. im ) ;... est un pointeur (de tout type) particulier qui ne pointe sur rien. P := NIL ; / / P n e p o i n t e s u r r i e n Lorqu un pointeur vaut NIL, il n y a aucun sens de tenter d accéder à la zone pointée Si P vaut NIL, à l exécution l instruction X := Pˆ ; produira un comportement imprévisible.

4 Affectation de pointeurs Affectation de pointeurs Il est possible d affecter la valeur d un pointeur à un autre pointeur du même type. P := Q; / / P p o i n t e v e r s l a m e m e z o n e q u e Q CU : P et Q pointent tous deux vers le même type de données. Adresse d une iable L L appliqué à une iable donne l adresse de cette iable. Cette adresse peut être affectée à un pointeur. X : CARDINAL ; X := 3 ; P ; / / P p o i n t e v e r s X Adresse d une iable Aucune différence entre une adresse et une adresse! possibilité d affecter à un pointeur vers une donnée d un certain type l adresse d une iable d un autre type!! résultats imprévisibles!!! X : REAL ; X := ; P / / a u t o r i s e, m a i s q u e p o i n t e P??? L allocation dynamique de mémoire est la possibilité de réserver une zone mémoire à l exécution d un programme. nécessité de disposer d un espace mémoire dans lequel faire l allocation : cette zone est nommée TAS.

5 La procédure new La procédure new, appliquée à un pointeur P, 1. réserve une zone mémoire dans le TAS d une taille correspondant à la taille des données pointées par P, 2. et attribue à P l adresse de cette zone. R : ˆREAL ; new(p ) ; / / 4 o c t e t s a l l o u e s d a n s l e TAS, / / P p o i n t e v e r s c e t t e z o n e new(r ) ; / / 8 o c t e t s a l l o u e s d a n s l e TAS, / / R p o i n t e v e r s c e t t e z o n e de mémoire affectation d une valeur. nécessité après allocation, d attribuer une valeur à la zone allouée (... suite) Pˆ := 4 ; Rˆ := ; (à suivre... ) L affectation d une zone mémoire par une instruction du type Pˆ :=... peut avoir des effets de bord. { X =?? } X := 5 ; { X = 5 } P { X = 5, P = a d r e s s e d e X } Pˆ := 6 ; { X = 6, P = a d r e s s e d e X } w r i t e l n (X ) ; / / a f f i c h e 6!! La désallocation de mémoire est l opération inverse de l allocation : elle libère une zone du TAS qui a été allouée. opération nécessaire pour ne pas épuiser le TAS, à réaliser dès qu une zone n a plus d utilité.

6 La procédure dispose La procédure dispose, appliquée à un pointeur P, 1. libère la zone mémoire du TAS pointée par P 2. et r indéterminée la valeur de P. new(p) ; / / a l l o c a t i o n d e 4 o c t e t s Pˆ := 6 ; / / a t t r i b u t i o n d u n e v a l e u r dispose (P ) ; / / d e s a l l o c a t i o n d e l a z o n e La procédure dispose ne doit être appliquée qu à des pointeurs pointant sur une zone allouée dynamiquement (par un new). La désallocation d une zone pointée peut avoir un effet de bord lorsque cette zone est pointée par d autres pointeurs, ou correspond à une iable. new(p ) ; / / a l l o c a t i o n d u n e z o n e d a n s l e TAS Pˆ:= 1 0 ; Q := P ; / / Q p o i n t e v e r s l a m e m e z o n e q u e P dispose (P) ; / / l i b e r a t i o n d e l a z o n e p o i n t e e p a r P w r i t e l n (Qˆ ) ; / / a f f i c h e n i m p o r t e q u o i La désallocation n est pas simple Gérer la désallocation n est pas une opération simple. Certains langages de programmation (Lisp, Java,... ) la gèrent automatiquement. La gestion automatique de récupération de mémoire est nommée ramasse-miettes (garbage collector en anglais).