Sesja 11 — Wskaźniki do struktur: operator ->

✅ Sprawdź się z sesji 10

Cel

Połączyć struktury (sesja 7) ze wskaźnikami (sesja 10) — dokładnie tak, jak wyglądają funkcje w emulatorze CHIP-8 (void chip8_init(Chip8 *c)), które zaczniecie pisać za dwie sesje.

Teoria w pigułce

Problem: struktura jako parametr funkcji

struct Rejestry { int r[4]; };

void wyzeruj(struct Rejestry rej) {
    for (int i = 0; i < 4; i++) rej.r[i] = 0;
}

Tak jak int x w sesji 6, struct Rejestry rej jako parametr to kopia — cała struktura (mogąca być bardzo duża, jak Chip8 z 4 KB pamięci) jest kopiowana przy każdym wywołaniu, a zmiany wewnątrz funkcji nie są widoczne na zewnątrz. Dla małej struktury to marnotrawstwo pamięci i czasu; dla dużej (jak stan całego emulatora) — poważny problem wydajnościowy i (przede wszystkim) błąd logiczny: wyzeruj powyżej nic nie zeruje poza własną kopią.

Rozwiązanie: wskaźnik do struktury + operator ->

void wyzeruj(struct Rejestry *rej) {
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        (*rej).r[i] = 0;   // dziala, ale niewygodne w zapisie
    }
}

(*rej).r[i] znaczy “odczytaj strukturę spod wskaźnika rej, potem weź jej pole r” — działa, ale jest niewygodne. C oferuje skrót:

void wyzeruj(struct Rejestry *rej) {
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        rej->r[i] = 0;   // dokladnie to samo co (*rej).r[i], czytelniej
    }
}

rej->r[i] i (*rej).r[i] są dokładnie równoważne — -> to po prostu wygodniejszy zapis “dereferencja wskaźnika, potem dostęp do pola”. Zawsze używa się ->, gdy masz wskaźnik do struktury (nie samą strukturę) — (*rej).pole istnieje głównie po to, żebyście rozumieli, co -> naprawdę robi “pod spodem”.

NoteDokładnie to zobaczycie w chip8.c

void chip8_init(Chip8 *c) {
    c->pc = 0x200;      // rownowazne (*c).pc = 0x200
    for (int i = 0; i < 16; i++) c->V[i] = 0;
}

Każda funkcja operująca na stanie emulatora bierze Chip8 *c i używa c->cokolwiek. Dziś ćwiczycie dokładnie tę składnię na mniejszym przykładzie, żeby za dwie sesje była już oswojona, zamiast być nowym problemem w tym samym momencie co cała reszta ćwiczenia 1.

Zadania

Zadanie 1 — przepisz maszynę na wskaźnik do struktury

Zbierz stan maszyny z sesji 9 (rejestry[4]) w strukturę:

struct Maszyna {
    int rejestry[4];
    int akumulator_bledow;   // policz ile razy trafiono na nieznana instrukcje
};

Zmień execute_instruction, żeby przyjmowała struct Maszyna *m zamiast int rejestry[], i używała m->rejestry[...] wszędzie tam, gdzie wcześniej było rejestry[...]. W default: zwiększaj m->akumulator_bledow.

Zadanie 2 — funkcja inicjalizująca

Napisz void maszyna_init(struct Maszyna *m), zerującą wszystkie rejestry i akumulator_bledow. Wywołaj ją w main na początku, zamiast inicjalizować strukturę przy deklaracji.

Zadanie 3 — porównanie . i ->

Napisz krótki fragment kodu pokazujący oba warianty na tej samej strukturze:

struct Maszyna m;
maszyna_init(&m);          // przekazujemy adres -- funkcja dostaje wskaznik

m.rejestry[0] = 5;          // "." bo m to struktura (nie wskaznik)

struct Maszyna *wsk = &m;
wsk->rejestry[0] = 10;      // "->" bo wsk to WSKAZNIK do struktury

Upewnij się, że rozumiesz, dlaczego w jednym miejscu jest ., a w drugim ->, mimo że chodzi o “tę samą” strukturę m.

Kryterium sukcesu

• Maszyna operuje na struct Maszyna *m z użyciem -> we wszystkich funkcjach.
• Potrafisz bez wahania powiedzieć, kiedy używa się ., a kiedy -> (odpowiedź: zależy wyłącznie od tego, czy zmienna po lewej to struktura, czy wskaźnik do niej — nigdy od tego, co “wygląda naturalniej”).
• akumulator_bledow poprawnie liczy nieznane instrukcje w testowym programie.