Pointer vs. Wert

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der C-Journey von Coddy. Lektion 9 von 61.

Wenn du eine Struktur an eine Funktion übergibst, bietet dir C zwei Möglichkeiten: Sie als Wert zu übergeben (die gesamte Struktur zu kopieren) oder sie als Zeiger zu übergeben (nur die Adresse zu kopieren). Diese Wahl ist für die Leistung von großer Bedeutung.

Die Übergabe als Wert erstellt eine vollständige Kopie der Struktur auf dem Stack. Für eine kleine Struktur mit einigen Ganzzahlen ist das in Ordnung. Aber stell dir eine Struktur mit Hunderten von Bytes vor: Jeder Funktionsaufruf kopiert all diese Daten:

typedef struct {
    char name[100];
    int scores[50];
    double average;
} Student;

// Per Wert: kopiert ~308 Bytes bei jedem Aufruf
void print_by_value(Student s) {
    printf("%s: %.2f\n", s.name, s.average);
}

// Per Zeiger: kopiert nur 8 Bytes (die Adresse)
void print_by_pointer(const Student *s) {
    printf("%s: %.2f\n", s->name, s->average);
}

Auch die Syntax unterscheidet sich. Bei einem Wertparameter verwendest du den Punktoperator (s.name). Bei einem Zeiger verwendest du den Pfeiloperator (s->name).

Die Zeigerversion ist effizienter, weil sie nur eine Speicheradresse übergibt, typischerweise 8 Byte unabhängig von der Größe der Struktur.

Deshalb übergeben C-Programmierer Strukturen fast immer per Zeiger. Verwende const, wenn die Funktion die Daten nicht ändern soll, und einen gewöhnlichen Zeiger, wenn sie es soll. So erhältst du sowohl Effizienz als auch eine klare Absicht.

Aufgabe

Einfach

Erstellen wir ein Product-Modul, das den Unterschied zwischen der Übergabe von Strukturen per Wert und per Zeiger demonstriert. Du erstellst zwei Anzeigefunktionen: eine, die die gesamte Struktur als Kopie erhält, und eine, die nur einen Zeiger darauf erhält.

Du erstellst drei Dateien:

product.h: Deklariere eine Product-Struktur mit drei Membern: char name[50], double price und int quantity. Deklariere außerdem zwei Funktionen:
- display_by_value: erhält ein Product per Wert und gibt dessen Informationen aus
- display_by_pointer: erhält einen const Product * und gibt dieselben Informationen aus
Verwende Include-Guards mit dem Symbol PRODUCT_H.
product.c: Implementiere beide Funktionen. Beachte den Syntaxunterschied: Die Version per Wert verwendet den Punktoperator (p.name), während die Zeigerversion den Pfeiloperator (p->name) verwendet. Beide Funktionen sollten dasselbe Format ausgeben.
main.c: Erstelle ein Product und rufe anschließend beide Anzeigefunktionen auf, um zu zeigen, dass sie trotz unterschiedlicher Parameterstile eine identische Ausgabe erzeugen.

Du erhältst drei Eingaben: den Produktnamen (eine Zeichenkette), den Preis (eine Gleitkommazahl vom Typ double) und die Menge (eine Ganzzahl).

Initialisiere in deiner Hauptdatei ein Product mit diesen Werten und rufe anschließend zuerst display_by_value und danach display_by_pointer auf.

Beide Funktionen sollten dieses Format ausgeben:

Product: {name}, Price: {price}, Qty: {quantity}

Verwende %.2f für den Preis, um zwei Dezimalstellen anzuzeigen.

Bei den Eingaben Laptop, 999.99 und 5 würde die Ausgabe beispielsweise so aussehen:

Product: Laptop, Price: 999.99, Qty: 5
Product: Laptop, Price: 999.99, Qty: 5

Probier es selbst

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "product.h"

int main() {
    char name[50];
    double price;
    int quantity;
    
    // Eingaben lesen
    scanf("%s", name);
    scanf("%lf", &price);
    scanf("%d", &quantity);
    
    // TODO: Erstelle eine Product-Variable und initialisiere sie mit den Eingabewerten
    // Hinweis: Verwende strcpy, um den Namen in das name-Feld der Struktur zu kopieren
    
    // TODO: Rufe display_by_value mit dem Product auf
    
    // TODO: Rufe display_by_pointer mit einem Zeiger auf das Product auf
    
    return 0;
}