Jak sprawdzać poprawność funkcji?

• Testowanie efektów ubocznych (side effects): Jeśli funkcja wpływa na stan systemu lub zmienia stan obiektów/innych zmiennych, to można przetestować, czy te zmiany są poprawne i oczekiwane. Na przykład, jeśli funkcja zapisuje dane do bazy danych, możesz sprawdzić, czy te dane zostały zapisane w oczekiwany sposób.

• Testowanie wyjątków (exceptions): Można przetestować, czy funkcja rzuca wyjątki (błędy w trakcie wykonania), gdy powinna. W ten sposób można zweryfikować, czy funkcja zachowuje się zgodnie z oczekiwaniami w sytuacjach wyjątkowych. - to dostarcza programownie obiektowe (!!!).

• Testowanie typów zwracanych przez funkcję: Jeśli funkcja zwraca wartość, można przetestować, czy jest ona poprawnego typu. Na przykład, jeśli funkcja powinna zwracać liczbę całkowitą, można sprawdzić, czy zwraca wartość typu int. Zwykle powinna być to “najmniejsza grupa typów”.

• Testowanie czy funkcja zwraca wartości niemodyfikujące stanu: Jeśli funkcja nie wpływa na stan systemu lub zmienia stan obiektów/innych zmiennych, można przetestować, czy zwraca poprawne wartości dla różnych argumentów wejściowych.

• Testowanie funkcji za pomocą przypadków brzegowych: Można przetestować, jak funkcja zachowuje się w skrajnych przypadkach, takich jak podanie nieprawidłowych danych wejściowych lub granicznych wartości. To pozwala na upewnienie się, że funkcja działa poprawnie w różnych warunkach.

Pamięć w języku C

Program w języku C po skompilowaniu wykorzystuje trzy rodzaje pamięci:

• statyczną (globalną) - korzystają z tego zmienne statyczne i globalne.
• automatyczną - zmienne zadeklarowane wewnątrz funkcji
• dynamiczna - alkowana na stercie i może być zwolniona, gdy będzie to konieczne.

Przypadek do analizy:

• Napisz funkcję bez argumentu, która zlicza liczbę swoich wywołań, a następnie ją wyświetla.

Zmienne globalne:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int x=0;

void foo()
{
    x++;
    printf("liczba wywolan: %d\n",x);
}

int main()
{
    foo();
    foo();
    return 0;
}

Problem?

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int x=0;

void foo()
{
    x++;
    printf("liczba wywolan: %d\n",x);
}

int main()
{
    foo();
    x--;
    foo();
    return 0;
}

Zmienne statyczne:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void foo()
{
    static int x=0;
    x++;
    printf("liczba wywolan: %d\n",x);
}

int main()
{
    foo();
    foo();
    return 0;
}

Definicja

Wskaźnik (ang. pointer) to specjalny rodzaj zmiennej, w której zapisany jest adres (innej zmiennej lub funkcji) w pamięci komputera.

Przeanalizujmy kod:

void idzPrawoDol(int x, int y)
{
    x=x+1;
    y=y-1;
}

int main()
{
    int x=20, y=15;
    idzPrawoDol(x,y);
    printf("Aktualna pozycja: [ %d, %d ] \n",x,y);
    return 0;
}

Na wyjściu otrzymujemy:

Aktualna pozycja: [ 20, 15 ]

Dlaczego tak się dzieje?

W języku C argumenty przekazywane są przez wartość.

Na początku funkcji main mamy dwie zmienne:

Podczas wykonywania funkcji idzPrawoDol następuje kopiowanie wartości do zmiennych lokalnych:

Potem zmiana zmiennych lokalnych:

Jak to naprawić? Użyjemy wskaźników.

void idzPrawoDol(int *x, int*y)
{
    *x=*x+1;
    *y=*y-1;
}

int main()
{
    int x=20, y=15;
    idzPrawoDol(&x,&y);
    printf("Aktualna pozycja: [ %d, %d ] \n",x,y);
    return 0;
}

Na wyjściu będzie:

Aktualna pozycja: [ 21, 14 ]

Ważne, że poniższe zapisy są równoważne:

int* x;
int * x;
int *x;
int*x;

Zastosowania wskaźników

• tworzenie szybkiego i wydajnego kodu,
• rozwiązywanie w prosty sposób różnego typu problemów,
• obsługa dynamicznej alokacji pamięci,
• tworzenie zwięzłych wyrażeń,
• przekazywanie struktur danych bez ponoszenia kosztów w postaci narzutu,
• ochrona danych przekazywanych do funkcji jako parametry.

Referencje w C?

https://pl.wikipedia.org/wiki/Referencja_(informatyka)

System szesnastkowy

https://pl.wikipedia.org/wiki/Szesnastkowy_system_liczbowy

Pamięć wirtualna

Pamięć wirtualna – mechanizm zarządzania pamięcią komputera zapewniający procesowi wrażenie pracy w jednym, dużym, ciągłym obszarze pamięci operacyjnej podczas, gdy fizycznie może być ona pofragmentowana, nieciągła i częściowo przechowywana na urządzeniach pamięci masowej. Systemy korzystające z tej techniki ułatwiają tworzenie rozbudowanych aplikacji oraz poprawiają wykorzystanie fizycznej pamięci RAM w systemach wielozadaniowych.

ASLR

ASLR (Address Space Layout Randomization) tłumaczony jest jako mechanizm losowego generowania lokalizacji alokacji pamięci wirtualnej.

Poprawnie:

int num=0;
int *pi = #

lub

int num = 0;
int*pi;
pi=#

Wątpliwe dla niektórych kompilatorów

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int num = 0;
    int*pi;
    pi= num;
    return 0;
}

Wskaźnik na stałą wartość, a stały wskaźnik

Wskaźnik na stałą wartość:

 const int *a;
 int const * a;

Stały wskaźnik:

int * const b;

Stały wskaźnik na stałą wartość:

int const * const c

Funkcja malloc

void *malloc(size_t size);

Funkcja służy do dynamicznego rezerwowania miejsca w pamięci. Gdy funkcja zostanie wywołana, w przypadku sukcesu zwróci wskaźnik do nowo zarezerwowanego miejsca w pamięci; w przypadku błędu zwraca wartość NULL.

Funkcja free

void free(void *ptr);

Funkcja free zwalnia blok pamięci wskazywany przez ptr wcześniej przydzielony przez malloc. Jeżeli ptr ma wartość NULL funkcja nie robi nic.

Rozmiar int

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    printf("%Iu\n",sizeof(int)); //Windows
    //printf("%zu\n",sizeof(int)); //linux, os x
    printf("%Iu\n",sizeof(int*));
    printf("%Iu\n",sizeof(int**));
    return 0;
}

Wyłuskiwanie (dereferencja) wskaźnika

int num = 5;
int *pi = #
printf("%p\n",*pi);

Wskaźniki na funkcję

typ_zwracany (*nazwa_wsk)(typ1 arg1, typ2 arg2);

Jaka różnica?

int * wsk1();
int (*wsk2)();
int *(*wsk3)();

1. Funkcja zwracająca wskaźnik.
2. Wskaźnik na funkcję.
3. Wskaźnik na funkcję, zwracającą wskaźnik.

Inne typy liczbowe?

Pełna analogia.

Duży błąd merytoryczny - 2 na egzaminie(!)

Dereferencja niezainicjalizowanych wskaźników:

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int *wsk; // niezainicjalizowany wskaznik
    *wsk = 5; 
    return 0;
}