Cours 9.4. Comment les tableaux sont stockés en mémoire en C?

Stockage des tableaux en mémoire

Les propriétés suivantes sont garanties lors de la mémorisation d'un tableau :

• les cellules sont stockées de façon ordonnée ;
• toutes les cellules du tableau sont contiguës.

Cela implique qu'un tableau est mémorisé d'un seul bloc dans la mémoire. Il n'est pas possible que le tableau soit dispersé à plusieurs endroit de la mémoire. De même chaque cellule précède sa suivante dans la mémoire. La cellule tab[5] est mémorisée entre les cellules tab[4] et tab[6].

Sur l'exemple suivant, on crée un tableau de caractères et on affiche l'adresse de chaque cellule du tableau. L'affichage confirme que les cellules du tableaux sont toutes consécutives :les adresses se suivent.

Colonnes ou lignes dominantes

En informatique, il existe deux stratégies de mémorisation pour des tableaux multidimensionnels :

• Row-major order : lignes dominantes ;

• Column-major order : colonnes dominantes.

Tableaux multidimensionnels

Un compilateur C organisera toujours les tableaux en lignes dominantes (row-major order). Considérons le tableau ci-dessous :

int tab[3][4]

Voici la représentation de ce tableau en mémoire :

Erreur de segmentation

Une erreur de segmentation (en anglais segmentation fault, en abrégé segfault) est le plantage d'une application qui a tenté d'accéder à un emplacement mémoire qui ne lui était pas alloué. Considérons, pour l'exemple, le tableau suivant :

int tab[10];

C'est un tableau de 10 cellules, numérotées de 0 à 9. Que se passe-t-il si l'on écrit au delà de la 10ème cellule ?

tab[218] = 666;

Le compilateur ne détecte les erreurs que pendant les transformations du code source en langage machine. L’écriture dans un élément dans une cellule non déclarée d'un tableau peut donc survenir. Selon le contexte, voici ce qu'il peut se passer :

• la case mémoire appartient au programme : une autre variable est écrasée
• la case mémoire n'appartient pas au programme : une variable d'un autre programme est écrasée
• la case mémoire n’appartient pas au programme : erreur (segmentation fault, access violation, fatal error …)
• la case mémoire n'appartient pas au programme : le système d'exploitation tue l'application.

Une erreur classique est d'écrire dans la (N+1)ème case d'un tableau de N cases :

int tab[10];
tab[10] = -1; // <= Segmentation fault

Exercices

Exercice 1

Écrire un programme qui affiche toutes les adresses des cellules du tableau à 2 dimensions ci-dessous :

char matrice[3][4];

L'affichage escompté est le suivant, on constate que toutes les adresses se suivent :

Adresse de matrice[0][0]:   0x7ffe50c80f48
Adresse de matrice[0][1]:   0x7ffe50c80f49
Adresse de matrice[0][2]:   0x7ffe50c80f4a
Adresse de matrice[0][3]:   0x7ffe50c80f4b
Adresse de matrice[1][0]:   0x7ffe50c80f4c
Adresse de matrice[1][1]:   0x7ffe50c80f4d
Adresse de matrice[1][2]:   0x7ffe50c80f4e
Adresse de matrice[1][3]:   0x7ffe50c80f4f
Adresse de matrice[2][0]:   0x7ffe50c80f50
Adresse de matrice[2][1]:   0x7ffe50c80f51
Adresse de matrice[2][2]:   0x7ffe50c80f52
Adresse de matrice[2][3]:   0x7ffe50c80f53

#include <stdio.h> int main(void) { int l,c; // Déclare un tableau de 3x 4 char matrice[3][4]; // Parcourt les lignes du tableau // COMPLETER ICI // Parcourt les colonnes du tableau // COMPLETER ICI // Affiche l'adresse de la cellule // COMPLETER ICI return 0; }

Exercice 2

Le code ci-dessous déclare un tableau de 100 cellules et en affiche l'adresse (adresse de la première cellule). Augmenter la taille du tableau jusqu'à ce qu'il n'y ait plus assez de mémoire pour créer le tableau. Que se passe-t-il ?

int tab[100];
printf ("%p\n", &tab); // &tab équivalent à &tab[0], adresse de la première cellule

#include <stdio.h> int main(void) { // Tableau à stocker en mémoire int tab[100]; // MODIFIER CETTE LIGNE // Affiche l'adresse du tableau printf ("%p\n", &tab); // &tab équivalent à &tab[0] return 0; }

Exercice 3

On donne la déclaration du tableau premiers :

int premiers[5]={2,3,5,7,11};

Écrire un programme qui demande à l'utilisateur l'indice à afficher, puis affiche la cellule correspondant à l'indice saisi. Testez le programme avec des valeurs supérieurs à 4.

Cellule à afficher : 4
premiers[4] = 11

Cellule à afficher : 8
premiers[8] = 4195824

Cellule à afficher :  456465461
signal: segmentation fault (core dumped)

#include <stdio.h> int main(void) { // Declaration du tableau à 5 cellules int n, premiers[5]={2,3,5,7,11}; // Saisie de l'index à afficher // COMPLETER ICI // Affiche la cellule demandée // COMPLETER ICI return 0; }

Quiz

En C, les tableaux sont mémorisés ...

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Considérons le tableau suivant. En mémoire, quelle cellule suivra la cellule carre[2][4] ?

char carre[10][10];

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S'il n'y a pas assez de mémoire d'un seul tenant pour stocker un tableau. Que va t-il se passer ?

unsigned char image[200][300][3];

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Qu'est-ce qu'une erreur de segmentation ?

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Voir aussi

• Cours de programmation en C
• Cours 1.1. Histoire du C
• Cours 1.2. Premier programme
• Cours 1.3. Compilation
• Cours 1.4. Les directives de compilation
• Cours 1.5. Quel compilateur choisir ?
• Cours 1.6. Les organigrammes
• Cours 2.1. Les types de variables
• Cours 2.2. Les entiers
• Cours 2.3. Les nombres décimaux
• Cours 2.4. Les caractères
• Cours 2.5. Initialisation des variables
• Cours 2.6. Le vol 501 d'Ariane
• Cours 3.1. Les opérateurs arithmétiques
• Cours 3.2. Le modulo
• Cours 3.3. Le type dans les opérations
• Cours 3.4. Les conversion de type forcé
• Cours 3.5. Les opérateurs bit à bit
• Cours 3.6. Détail des opérateurs bit à bit
• Cours 3.7. Opérateurs de décalage
• Cours 3.8. Opérateurs d'affectation
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• Cours 3.10. Les opérateurs de comparaison
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• Cours 4.2. scanf
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• Cours 11.1. Introduction aux pointeurs en C
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• Cours 12.1. Introduction aux structures en C
• Cours 12.2. Propriétés des structures en C
• Cours 12.3. Structures et pointeurs
• Cours 12.4. Structures et fonctions
• Cours 13.1. Fonctions récursives en C
• Cours 13.2. Profondeur des fonctions récursives
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• Cours 14.1. Exercices complémentaires

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