Programmazione in C (corso 12BHD Informatica)

12BHDxx Informatica
Programmazione in C

Settimana n.1

Obiettivi Contenuti
• Problem solving • Concetto di programma
• Diagrammi di flusso e • Diagrammi di flusso
pseudo codice • Pseudo codice
• Alcuni problemi di esempio

2

Cosa impariamo in questo corso?
Dalla specifica di un problema alla sua realizzazione come
programma da eseguire su un elaboratore

Costruzione di
un programma

3

Progettare

Problema

Soluzione

Soluzione
formale

Realizzazione

4

Difficoltà

• I punti critici nello sviluppo di un progetto risiedono
essenzialmente in:
- Sviluppo di una soluzione “informale”
- Formalizzazione di una soluzione
• Permette una più semplice “traduzione” nelle regole di realizzazione

• La soluzione di un problema passa generalmente
attraverso lo sviluppo di un algoritmo
???????

5

Algoritmo
Con il termine di algoritmo si intende la descrizione precisa
(formale) di una sequenza finita di azioni che devono
essere eseguite per giungere alla soluzione di un problema

6

Algoritmo
Il termine deriva dal tardo latino ”algorismus” che a sua
volta deriva dal nome del matematico persiano Muhammad
ibn Mūsa 'l-Khwārizmī (780-850), che scrisse un noto
trattato di algebra

7

Algoritmi e vita quotidiana

1. metti l’acqua
2. accendi il fuoco
3. aspetta
4. se l’acqua non
bolle torna a 3
5. butta la pasta
6. aspetta un po’
7. assaggia
8. se è cruda
torna a 6
9. scola la pasta

8

Algoritmo

• Algoritmo: Sequenza di operazioni atte a risolvere un
dato problema
- Esempi:
• Una ricetta di cucina
• Istruzioni di installazione di un elettrodomestico

• Spesso non è banale!
- Esempio:
• MCD?
• Quale algoritmo seguiamo per ordinare un mazzo di carte?

9

Esempio di flusso

• Problema: Calcolo del massimo
Problema
tra due valori A e B

• Soluzione: Il massimo è il più
grande tra A e B... Soluzione

• Soluzione formale:
Soluzione
1. inizialmente: max = 0
formale
2. se A >B allora max = A; stop
3. altrimenti max = B; stop

10

Difficoltà

• I punti critici nello sviluppo di un programma risiedono
essenzialmente in:
- Sviluppo di una soluzione “informale”
- Formalizzazione di una soluzione
• Permette una più semplice “traduzione” nelle regole del linguaggio di
programmazione

• La soluzione di un problema passa generalmente
attraverso lo sviluppo di un algoritmo

11

Altro esempio di flusso

• Problema: Calcolo del massimo
comun divisore (MCD) fra due Problema
valori A e B

• Soluzione: Usiamo la definizione di Soluzione
MCD...

• Soluzione formale: ??? Soluzione
formale

12

Stadi di sviluppo di un programma

1. Scrittura di un programma
- File “sorgente” Scrittura
del programma
- Scritto utilizzando un linguaggio
di programmazione

2. Traduzione di un programma in un Traduzione
formato comprensibile al calcolatore del programma
• Articolato in più fasi
• Gestito automaticamente da un
programma chiamato traduttore

• In questo corso ci occuperemo del
primo punto
• Ma è importante sapere cosa succede
nella fase successiva!
13

Stadi di sviluppo di un programma
• Problema

• Idea
- Soluzione

• Algoritmo
- Soluzione formale

• Programma
- Traduzione dell‟algoritmo in una forma comprensibile ad un elaboratore
elettronico

• Test

• Documentazione

14

Formalizzazione della soluzione

• La differenza tra una soluzione informale ed una formale
sta nel modo di rappresentare un algoritmo:
- Informale: Descrizione a parole
- Formale: Descrizione in termini di sequenza di operazioni
elementari

• Esistono vari strumenti per rappresentare una soluzione
in modo formale
- Più usati:
• Pseudo-codice
• Diagrammi di flusso

15

Formalizzazione della soluzione (Cont.)

• Pseudo-codice
- Vantaggi
• Immediato
- Svantaggi
• Descrizione dell‟algoritmo poco astratta
• Interpretazione più complicata

• Diagrammi di flusso
- Vantaggi
• Più intuitivi perchè utilizzano un formalismo grafico
• Descrizione dell‟algoritmo più astratta
- Svantaggi
• Richiedono l‟apprendimento della funzione dei vari tipi di blocco

16

Traduzione di un programma

File
Compilatore
sorgente

Librerie
Linker Librerie
Librerie
File
oggetto

Questo file può essere File
direttamente caricato eseguibile
in memoria ed eseguito

17

Cosa vuol dire “programmare”?

• La programmazione consiste nella scrittura di un
“documento” (file sorgente) che descrive la soluzione del
problema in oggetto
- Esempio: Massimo comun divisore tra due numeri

• In generale non esiste “la” soluzione ad un certo
problema
- La programmazione consiste nel trovare la soluzione più
efficiente, secondo una certa metrica, al problema di interesse

18

Cosa vuol dire “programmare”? (Cont.)

• Programmare è un‟operazione “creativa”!
- Ogni problema è diverso da ogni altro
- Non esistono soluzioni analitiche o “universali”!

• Programmare è un‟operazione complessa
- Impensabile un approccio “diretto” (dal problema al
programma sorgente definitivo)
- Tipicamente organizzata per stadi successivi

19

Stadi di sviluppo di un programma (Cont.)

Problema
Esperienza

Soluzione
Strumenti automatici e
metodi formali
Soluzione
formale
Tecniche di programmazione
automatica

Programma

20


• La costruzione di un programma è generalmente
un‟operazione iterativa

• Sono previsti passi a ritroso che rappresentano le reazioni
a risultati non rispondenti alle esigenze nelle diverse fasi

• La suddivisione in più fasi permette di mantenere i passi
a ritroso più brevi possibile (e quindi meno dispendiosi)

• E' necessario quindi effettuare dei test tra una fase e la
successiva affinché i ricicli siano i più corti possibili

21


• Una volta scritto e collaudato il programma, possono
verificarsi le seguenti situazioni:
- Il programma è stato scritto non correttamente:
Torno indietro di un livello
- Il programma è descritto male in termini formali, ma corretto
concettualmente:
Torno indietro di due livelli
- Il programma è errato concettualmente, e necessita di una
differente soluzione:
Torno all'inizio

22

Diagrammi di flusso (flow-chart)

• Sono strumenti grafici che rappresentano l‟evoluzione
logica della risoluzione del problema

• Sono composti da:
- Blocchi elementari per descrivere azioni e decisioni
(esclusivamente di tipo binario)
- Archi orientati per collegare i vari blocchi e per descrivere la
sequenza di svolgimento delle azioni

24

Diagrammi di flusso: Blocchi di inizio/fine

Start

Stop

25

Diagrammi di flusso: Blocchi di azione

azione azione
generica di I/O

26

Diagrammi di flusso: Blocco di decisione

V condizione F

27

Diagrammi di flusso: Blocco di connessione

28

Diagramma di flusso : Esempio

Start

1

F
2 5

V

3 Stop

4

29

Diagramma di flusso : Esempio

Start

Stop

30

Costruzione di diagrammi di flusso

• Per mezzo dei diagrammi di flusso si possono
rappresentare flussi logici complicati a piacere

• E‟ però preferibile scrivere diagrammi di flusso strutturati,
che seguano cioè le regole della programmazione
strutturata

• Così facendo si ottiene:
- Maggiore formalizzazione dei problemi
- Riusabilità del codice
- Maggiore leggibilità

31

Diagrammi di flusso strutturati
• Definizione formale:
- Diagrammi di flusso strutturati: Composti da strutture elementari
indipendenti tra loro
- Struttura elementare = Composizione particolare di blocchi
elementari
- Sempre riducibili ad un diagramma di flusso elementare costituito
da un'unica azione

• Rispetto a diagrammi di flusso non strutturati questo
implica l‟assenza di salti incondizionati all'interno del flusso
logico del diagramma

32

Diagrammi di flusso strutturati (Cont.)

• Un diagramma di flusso è detto strutturato se contiene
solo un insieme predefinito di strutture elementari:
- Uno ed uno solo blocco Start
- Uno ed uno solo blocco Stop
- Sequenza di blocchi (di azione e/o di input-output)
- If - Then - ( Else )
- While - Do
- Repeat - Until

33

Sequenza

struttura-1

.
.
. struttura

struttura-2

34

If-Then-Else

V condizione F

struttura-1 struttura-2

35

If-Then

V condizione F

struttura

36

While-Do

condizione
F

V

struttura

37

do - while

struttura

condizione
F
V
38

Teorema di Böhm - Jacopini

Qualunque diagramma di flusso è sempre
trasformabile in un diagramma di flusso
strutturato equivalente a quello dato

• Quindi, qualunque flusso logico può essere realizzato
utilizzando solamente due strutture di controllo:
- Meccanismo di decisione
- Meccanismo di ripetizione (loop)

39

Settimana n.2

Obiettivi Contenuti
• Utilizzo del compilatore e • Uso del compilatore
ciclo scrittura- • Variabili (tipo int, float)
compilazione-esecuzione. • Scheletro base di un
• Struttura base di un programma C
programma in C. • Espressioni aritmetiche ed
• Costrutti condizionali operatori base (+ - * / %)
semplici • Scanf e printf a livello
elementarie
• Costrutto if e if-else
• Operatori relazionali

40

Dalla soluzione al programma

• La scrittura del programma vero e proprio è praticamente
immediata a partire dalla soluzione formale

• I linguaggi di programmazione forniscono infatti costrutti
di diversa complessità a seconda del tipo di linguaggio

41

Quali linguaggi?

• Diversi livelli (di astrazione)
- Linguaggi ad alto livello
• Elementi del linguaggio hanno complessità equivalente ai blocchi
dei diagrammi di flusso strutturati (condizionali, cicli,…)
- Esempio: C, C++, Basic, Pascal, Fortran, Java, etc.
- Indipendenti dall‟hardware
- Linguaggi “assembler”
• Elementi del linguaggio sono istruzioni microarchitetturali
- Dipendenti dall‟hardware
- Esempio: Assembler del microprocessore Intel Pentium

42

Quali linguaggi? (Cont.)

• Esempi:
- Linguaggi ad alto livello
…
if (x > 3) then x = x+1;
…

- Linguaggi assembler
…
LOAD Reg1, Mem[1000] Specifico per una specifica
ADD Reg1, 10 architettura (microprocessore)
…

43

Elementi del linguaggio

• Essendo il linguaggio un‟astrazione, esistono alcuni
fondamentali elementi sintattici essenziali per l‟uso del
linguaggio stesso:
- Parole chiave (keyword)
- Dati
- Identificatori
- Istruzioni

• Gli elementi sintattici definiscono la struttura formale di
tutti i linguaggi di programmazione

44

Parole chiave (keyword)

• Vocaboli “riservati” al traduttore per riconoscere altri
elementi del linguaggio
- Le istruzioni sono tutte identificate da una keyword
- Esempio: La keyword PRINT in alcuni linguaggi identifica il
comando di visualizzazione su schermo

• Non possono essere usate per altri scopi

• Costituiscono i “mattoni” della sintassi del linguaggio

45

Dati

• Vista calcolatore:
- Dato = Insieme di bit memorizzato in memoria centrale

• Vista utente:
- Dato = Quantità associata ad un certo significato

• Il linguaggio di programmazione supporta la vista utente

• Dato individuato da:
- Un nome (identificatore)
- Una interpretazione (tipo)
- Una modalità di accesso (costante o variabile)

46

Identificatore

• Indica il nome di un dato (e di altre entità) in un
programma

• Permette di dare nomi intuitivi ai dati

• Esempio:
- X, raggio, dimensione, …

• Nome unico all‟interno di un preciso “ambiente di
visibilità”
- Dati diversi = Nomi diversi!

47

Tipo

• Indica l‟intepretazione dei dati in memoria

• Legato allo spazio occupato da un dato

• Permette di definire tipi “primitivi” (numeri, simboli)
indipendentemente dal tipo di memorizzazione del
sistema

48

Tipo di accesso

• Indica la modalità di accesso ai dati:
- Variabili
• Dati modificabili
• Valore modificabile in qualunque punto del programma
- Costanti
• Dati a sola lettura
• Valore assegnato una volta per tutte

49

Astrazione dei dati

100
101
X; intero; 3 102
valore=3 103
„a‟ 104 Indirizzi
c; carattere;
valore=„a‟ 105
106
t; reale; 107
-11.564
valore=-11.564 108

Memoria

50

Istruzioni

• Indicano le operazioni che il linguaggio permette di
eseguire (traducendole) a livello macchina:
- Pseudo-istruzioni
• Direttive non eseguibili
- Istruzioni elementari
• Operazioni direttamente corrispondenti ad operazioni hardware
• Esempio: Interazione con i dispositivi di I/O, modifica/accesso a dati
- Istruzioni di controllo del flusso
• Permettono di eseguire delle combinazioni di operazioni complesse

51

Esempio di programma
PROGRAM prova; Identificatori
// programma di prova Pseudo-istruzione PAROLE CHIAVE
CONSTANTS
pi = 3.14159
coeff = 0.19 Specifica di celle di memoria
VARIABLES
x: INTEGER Specifica di tipo Istruzione
y: REAL di controllo
c: CHARACTER del flusso
BEGIN PROGRAM
x = 2; Istruzioni
elementari Parte
IF (y > 2) THEN y = x * pi;
“operativa”
PRINT x, y;
END PROGRAM
52

Linguaggio di programmazione

• Imparare un linguaggio significa conoscere:
- Le parole chiave
- I tipi predefiniti
- Le istruzioni e la loro sintassi

• In questo corso:
- Linguaggio C

• Estensione dei concetti a linguaggi analoghi è immediata

53

Genesi del linguaggio C

• Sviluppato tra il 1969 ed il 1973
presso gli AT&T Bell Laboratories
- B. Kernighan e D. Ritchie
- Per uso interno
- Legato allo sviluppo del sistema
operativo Unix Brian Kernighan Dennis Ritchie

• Nel 1978 viene pubblicato “The C
Programming Language”, prima
specifica ufficiale del linguaggio
- Detto “K&R”

55

Caratteristiche generali del linguaggio C
• Il C è un linguaggio:
- Imperativo ad alto livello
• ... ma anche poco astratto
- Strutturato
• ... ma con eccezioni
- Tipizzato
• Ogni oggetto ha un tipo
- Elementare
• Poche keyword
- Case sensitive
• Maiuscolo diverso da minuscolo negli identificatori!
- Portabile
- Standard ANSI

56

Storia

• Sviluppo
- 1969-1973
- Ken Thompson e Dennis Ritchie
- AT&T Bell Labs

• Versioni del C e Standard
- K&R (1978)
- C89 (ANSI X3.159:1989)
- C90 (ISO/IEC 9899:1990)
- C99 (ANSI/ISO/IEC 9899:1999, INCITS/ISO/IEC 9899:1999)

• Non tutti i compilatori sono standard!
- GCC: Quasi C99, con alcune mancanze ed estensioni
- Borland & Microsoft: Abbastanza C89/C90

57

Diffusione attuale

• I linguaggi attualmente più diffusi al mondo sono:
- C
- C++, un‟evoluzione del C
- Java, la cui sintassi è tratta da C++
- C#, estremamente simile a Java e C++
• Il linguaggio C è uno dei linguaggi più diffusi
• La sintassi del linguaggio C è ripresa da tutti gli altri
linguaggi principali

58

Un esempio

#include <stdio.h>

int main(void)
{
printf("hello, worldn");

return 0;
}

59

Applicazioni “console”

• Interazione utente limitata a due casi
- Stampa di messaggi, informazioni e dati a video
- Immissione di un dato via tastiera
• L‟insieme tastiera+video viene detto terminale
• Nessuna caratteristica grafica
• Elaborazione
- Sequenziale
- Interattiva
- Mono-utente

60

Modello di applicazioni “console”

Scrittura somma.c
programma Programma
sorgente in C

Compilatore C

somma.exe
Programma
eseguibile

Visualizzazione
Immissione dati
risultati
61

Compilatore C Compilatore C

• Traduce i programmi sorgenti scritti in linguaggio C in
programmi eseguibili
• È a sua volta un programma eseguibile, a disposizione del
programmatore
• Controlla l‟assenza di errori di sintassi del linguaggio
• Non serve all‟utente finale del programma
• Ne esistono diversi, sia gratuiti che commerciali

62

Scrittura
programma Scrittura del programma

• Un sorgente C è un normale file di testo
• Si utilizza un editor di testi
- Blocco Note
- Editor specializzati per programmatori

63

Editor per programmatori

• Colorazione ed evidenziazione della sintassi
• Indentazione automatica
• Attivazione automatica della compilazione
• Identificazione delle parentesi corrispondenti
• Molti disponibili, sia gratuiti che commerciali

64

Scrittura
programma
Compilatore C Ambienti integrati

• Applicazioni software integrate che contengono al loro
interno
- Un editor di testi per programmatori
- Un compilatore C
- Un ambiente di verifica dei programmi (debugger)
• IDE: Integrated
Development
Environment

65

Identificatori

• Si riferiscono ad una delle seguenti entità:
- Costanti
- Variabili
- Tipi
- Sottoprogrammi
- File
- Etichette

• Regole:
- Iniziano con carattere alfabetico o “_”
- Contengono caratteri alfanumerici o “_”

66

Identificatori (Cont.)

• Caratteristiche:
- Esterni: Gli oggetti del sistema
• Case insensitive
• Significativi almeno i primi 6 caratteri
- Interni: Le entità del programma
• Case sensitive
• Significativi almeno i primi 31 caratteri
- Riservati:
• Parole chiave del linguaggio
• Elementi della libreria C standard

67

Commenti
• Testo libero inserito all‟interno del programma

• Non viene considerato dal compilatore

• Serve al programmatore, non al sistema!

• Formato:
- Racchiuso tra /* */
- Non è possibile annidarli
- Da // fino alla fine della linea

• Esempi:
/* Questo è un commento ! */
/* Questo /* risulterà in un */ errore */
// Questo è un altro commento

68

Parole chiave

• Riservate!

• Nel C standard sono 32
auto double int struct
break else long switch
case enum register typedef
char extern return union
const float short unsigned
continue for signed void
default goto sizeof volatile
do if static while

69

Parole chiave (Cont.)

• Riservate!

• Nel C99 sono 37 (in neretto quelle aggiunte nel C99)
auto break case char
const continue default do
double else enum extern
float for goto if
inline int long register
restrict return short signed
sizeof static struct switch
typedef union unsigned void
volatile while _Bool _Complex
_Imaginary

70

Struttura di un programma C

• Struttura generale:

Parte dichiarativa globale
main()
{
Parte dichiarativa locale
Parte esecutiva
}

71

Struttura di un programma C (Cont.)

• Parte dichiarativa globale
- Elenco degli oggetti che compongono il programma e specifica
delle loro caratteristiche
• Categoria degli oggetti
- Tipicamente dati
• Tipo degli oggetti
- Numerici, non numerici

• main
- Parola chiave che indica il punto di “inizio” del programma quando
viene eseguito dal sistema operativo
- Contenuto delimitato da parentesi graffe { … }

72


• Parte dichiarativa locale
- Elenco degli oggetti che compongono il main e specifica delle
loro caratteristiche

• Parte esecutiva
- Sequenza di istruzioni
- Quella che descriviamo con il diagramma di flusso!

• Nel C99 è possibile alternare parti esecutive e parti
dichiarative
- E` tuttavia consigliato non ricorrere troppo sovente a questa
pratica

73


• Programma minimo:

main() Start
{
} Stop

file prova.c

74

Notazione

• Per specificare la sintassi di un‟istruzione utilizziamo un
formalismo particolare

• Simboli utilizzati
- <nome> Un generico nome
• Esempio: <numero> indica che va specificato un generico valore
numerico

- [ <op> ] Un‟operazione opzionale

- „ c„ Uno specifico simbolo
• Esempio: „?‟ indica che comparirà il carattere ? esplicitamente

- nome Una parola chiave
75

Pre-processore C

• La compilazione C passa attraverso un passo preliminare
che precede la vera e propria traduzione in linguaggio
macchina

• Il programma che realizza questa fase è detto
pre-processore

• Funzione principale: Espansione delle direttive che
iniziano con il simbolo „#‟

• Direttive principali:
- #include
- #define

76

Direttiva #include

• Sintassi:
- #include <file>
<file> può essere specificato come:
„<‟<nomefile>„>‟ per includere un file di sistema
- Esempio:
#include <stdio.h>
„“‟<nomefile>„”‟ per includere un file definito dal programmatore
- Esempio:
#include “miofile.h”

• Significato:
<file> viene espanso ed incluso per intero nel file sorgente

77

Direttiva #include

• Esempio:
file.c mydef.h
#include “mydef.h”
int x,y;
....
double z;
int main() {
...
}

Pre-processore
int x,y;
double z;
....
int main() {
...
}

78

Dichiarazione di dati

• In C, tutti i dati devono essere dichiarati prima di essere
utilizzati!

• La dichiarazione di un dato richiede:
- L‟allocazione di uno spazio in memoria atto a contenere il dato
- L‟assegnazione di un nome a tale spazio in memoria

• In particolare, occorre specificare:
- Nome (identificatore)
- Tipo
- Modalità di accesso (variabile o costante)

80

Tipi base (primitivi)

• Sono quelli forniti direttamente dal C

• Identificati da parole chiave!
- char caratteri ASCII
- int interi (complemento a 2)
- float reali (floating point singola precisione)
- double reali (floating point doppia precisione)
- Nel C99: _Bool booleano (vero o falso)

• La dimensione precisa di questi tipi dipende
dall‟architettura (non definita dal linguaggio)
- |char| = 8 bit = 1 Byte sempre

81

Modificatori dei tipi base

• Sono previsti dei modificatori, identificati da parole chiave
da premettere ai tipi base
- Segno:
• signed/unsigned
- Applicabili ai tipi char e int
» signed: Valore numerico con segno
» unsigned: Valore numerico senza segno
- Dimensione:
• short/long
- Applicabili al tipo int
- Utilizzabili anche senza specificare int

- Nel C99:
• Numeri complessi / parte immaginaria:
- _Complex
- _Imaginary

82

Modificatori dei tipi base (Cont.)

• Interi
- [signed/unsigned] short [int]
- [signed/unsigned] int
- [signed/unsigned] long [int]
- [signed/unsigned] long long [int] (nel C99)

• Reali
- float
- double
- long double (nel C99)
- float _Complex (nel C99)
- double _Complex (nel C99)
- long double _Complex (nel C99)

83

Il sistema dei tipi C

Tipo di dato

Tipi Scalari Tipi Strutturati void

Tipi interi Tipi reali Enumerazioni Vettori

char float Strutture

int double Union

short / long long Puntatori

signed/unsigned Funzioni

84

Variabili

• Locazioni di memoria destinate alla memorizzazione di
dati il cui valore è modificabile
• Sintassi:

<tipo> <variabile> ;

<variabile>: Identificatore che indica il nome della variabile

• Sintassi alternativa (dichiarazioni multiple):

<tipo> <lista di variabili>;

<lista di variabili>: Lista di identificatori separati da „,‟

85

Variabili (Cont.)

• Esempi:
int x;
char ch;
long int x1, x2, x3;
double pi;
short int stipendio;
long y, z;

• Usiamo nomi significativi!
- Esempi:
• int x0a11; /* NO */
• int valore; /* SI */
• float raggio; /* SI */

86

Esempi di nomi

a b a1 a2

num n N somma max

area perimetro perim

n_elementi Nelementi risultato

trovato nome risposta

87

Esempi

i 0
int i, j ;
int N ;
int x ; j 2
i = 0 ;
j = 2 ; N
N = 100 ; 100
x = -3124 ;
x -3124

88

Esempi

a 3.1
float a, b ;
float pigr ;
float Nav, Qe ; b 2.0
a = 3.1 ;
b = 2.0 ; pigr 3.1415
pigr = 3.1415926 ;
Nav = 6.022e23 ;
Qe = 1.6e-19 ;
Nav 6.02×1023

Qe 1.6×10–19
89

Valore contenuto

• Ogni variabile, in ogni istante di tempo, possiede un certo
valore
• Le variabili appena definite hanno valore ignoto
- Variabili non inizializzate
• In momenti diversi il valore può cambiare

a ?
t
definizione
90

Valore contenuto

valore

? a 37
t
definizione inizializzazione
91

Valore contenuto

valore

? 37 a -4
t
definizione inizializzazione altra
assegnazione
92

Valore contenuto

valore

? 37 -4 a -3
t
definizione inizializzazione altra incremento
assegnazione
93

Costanti
• Locazioni di memoria destinate alla memorizzazione di dati il cui
valore non è modificabile

• Sintassi:
const <tipo> <costante> = <valore> ;

<costante> : Identificatore che indica il nome della costante
<valore> : Valore che la costante deve assumere

• Esempi:
- const double PIGRECO = 3.14159;
- const char SEPARATORE = „$‟;
- const float ALIQUOTA = 0.2;

• Convenzione:
- Identificatori delle constanti tipicamente in MAIUSCOLO

94

Costanti (Cont.)

• Esempi di valori attribuibili ad una costante:
- Costanti di tipo char:
• „f‟
- Costanti di tipo int, short, long
• 26
• 0x1a,0X1a
• 26L
• 26u
• 26UL
- Costanti di tipo float, double
• -212.6
• -2.126e2, -2.126E2, -212.6f

95

Costanti speciali

• Caratteri ASCII non stampabili e/o “speciali”

• Ottenibili tramite “sequenze di escape”
<codice ASCII ottale su tre cifre>

• Esempi:
- „007‟
- „013‟

• Caratteri “predefiniti”
- „b‟ backspace
- „f‟ form feed
- „n‟ line feed
- „t‟ tab
96

Visibilità delle variabili

• Ogni variabile è utilizzabile all‟interno di un preciso
ambiente di visibilità (scope)

• Variabili globali
- Definite all‟esterno del main()

• Variabili locali
- Definite all‟interno del main()
- Più in generale, definite all‟interno di un blocco

97

Struttura a blocchi

• In C, è possibile raccogliere istruzioni in blocchi racchiudendole tra
parentesi graffe

• Significato: Delimitazione di un ambiente di visibilità di “oggetti”
(variabili, costanti)

• Corrispondente ad una “sequenza” di istruzioni

• Esempio:
{
int a=2;
int b; a e b sono definite
solo all‟interno del blocco!
b=2*a;
}

98

Visibilità delle variabili: Esempio

int n;
double x;
main() {
int a,b,c;
double y;
{
int d;
double z;
}
}
- n,x: Visibili in tutto il file
- a,b,c,y: Visibili in tutto il main()
- d,z: Visibili nel blocco delimitato dalle parentesi graffe

99

Istruzioni elementari

• Corrispondono ai blocchi di azione dei diagrammi di
flusso:

• Due categorie:

- Assegnazione

- Input/output (I/O)

101

Assegnazione
• Sintassi:
<variabile> = <valore>

• Non è un‟uguaglianza!
- Significato: <valore> viene assegnato a <variabile>
- <variabile> e <valore> devono essere di tipi “compatibili”
- <variabile> deve essere stata dichiarata precedentemente!
- Esempi:
int x;
float y;
x = 3;
y = -323.9498;

• Può essere inclusa nella dichiarazione di una variabile
- Esempi:
• int x = 3;
• float y = -323.9498;

102

Istruzioni di I/O

• Diverse categorie in base al tipo di informazione letta o
scritta:
- I/O formattato
- I/O a caratteri
- I/O “per righe”
• Richiede la nozione di stringa. Come tale, sarà trattata in seguito

• Nota:
In C, le operazioni di I/O non sono gestite tramite vere e
proprie istruzioni, bensì mediante opportune funzioni.
- Il concetto di funzione verrà introdotto successivamente; in
questa sezione le funzioni di I/O saranno impropriamente
chiamate istruzioni

103

I/O formattato

• Output
- Istruzione printf()

• Input
- Istruzione scanf()

• L‟utilizzo di queste istruzioni richiede l‟inserimento di una
direttiva
#include <stdio.h>
all‟inizio del file sorgente
- Significato: “includi il file stdio.h”
- Contiene alcune dichiarazioni

104

Istruzione printf()

• Sintassi:
printf(<formato>,<arg1>,...,<argn>);
<formato>: Sequenza di caratteri che determina il formato di stampa di
ognuno dei vari argomenti

• Può contenere:
- Caratteri (stampati come appaiono)
- Direttive di formato nella forma %<carattere>
» %d intero
» %u unsigned
» %s stringa
» %c carattere
» %x esadecimale
» %o ottale
» %f float
» %g double

- <arg1>,...,<argn>: Le quantità (espressioni) che si vogliono stampare
• Associati alle direttive di formato nello stesso ordine!

105

Istruzione printf(): Esempi

int x=2;
float z=0.5;
char c=„a‟;
output
printf(“%d %f %cn”,x,z,c); 2 0.5 a

output
printf(“%f***%c***%dn”,z,c,x);
0.5***a***2

106

Istruzione scanf()

• Sintassi:
scanf(<formato>,<arg1>,...,<argn>);

<formato>: come per printf
<arg1>,...,<argn>: le variabili cui si vogliono assegnare valori

• IMPORTANTE:
I nomi delle variabili vanno precedute dall‟operatore & che indica
l‟indirizzo della variabile (vedremo più avanti il perchè)

• Esempio:
int x;
float z;
scanf(“%d %f“, &x, &z);

107

Significato di scanf()

• Istruzioni di input vanno viste come assegnazioni
dinamiche:
- L‟assegnazione dei valori alle variabili avviene al tempo di
esecuzione e viene deciso dall‟utente

• Assegnazioni tradizionali = Assegnazioni statiche
- L‟assegnazione dei valori alle variabili è scritta nel codice!

108

I/O formattato avanzato

• Le direttive della stringa formato di printf e scanf
sono in realtà più complesse
- printf:
%[flag][min dim][.precisione][dimensione]<carattere>
• [flag]: Più usati
- Giustificazione della stampa a sinistra
+ Premette sempre il segno
• [min dim]: Dimensione minima di stampa in caratteri
• [precisione]: Numero di cifre frazionarie (per numeri reali)
• [dimensione]: Uno tra:
h argomento è short
l argomento è long
• carattere: Visto in precedenza

109

I/O formattato avanzato (Cont.)
- scanf:
%[*][max dim][dimensione]<carattere>
• [*]: Non fa effettuare l‟assegnazione (ad es., per “saltare” un dato in input)
• [max dim]: Dimensione massima in caratteri del campo
• [dimensione]: Uno tra:
h argomento è short
l argomento è long
• carattere: Visto in precedenza

110

printf() e scanf(): Esempio
#include <stdio.h>
main()
{
int a;
float b;
printf(“Dammi un numero intero (A): ”);
if(scanf(“%d”,&a) != 1)
{
printf(“Errore!n”);
return 1;
}
printf(“Dammi un numero reale (B): ”);
if(scanf(“%f”,&b) != 1)
{
printf(“Errore!n”);
return 1;
}
printf(“A= %dn”,a);
printf(“B= %fn”,b);
}

111

Espressioni

• Combinazioni di variabili, costanti ed operatori

• Il valore di un‟espressione può essere assegnato ad una variabile:
<variabile> = <espressione>
- Significato:
<espressione> è “valutata” ed il valore ottenuto è assegnato a <variabile>
- <variabile> e <espressione> devono essere di tipi “compatibili”

• Esistono varie categorie di operatori, applicabili a tipi di dato diversi:
- Operatori aritmetici
- Operatori relazionali
- Operatori logici
- Operatori su bit
- Operatori di modifica del tipo (cast)
- Operatori di calcolo della dimensione di un tipo: sizeof()

112

Operatori aritmetici

• Quattro operatori (per numeri reali e interi):
+ - * /
• Per numeri interi, esiste l‟operatore % che ritorna il resto
della divisione intera

• Stesse regole di precedenza dell‟aritmetica ordinaria

• Esempi:
int x=5;
int y=2;
int q, r;
q = x / y; // (q = 2, troncamento)
r = x % y; // (r = 1)

113

Divisione tra interi: Esempio
#include <stdio.h>

main()
{
int a, b;

scanf(“%d”,&a);
printf(“n”);
printf(“Dammi un numero intero (B): ”);
scanf(“%d”,&b);
printf(“n”);
printf(“A div B = %dn”, a/b);
printf(“A mod B = %dn”, a%b);
}
114

Quesito

• Che operazione svolge il seguente frammento di
programma?

a = b ;
b = a ;

115

Quesito

• Come fare a scambiare tra di loro i valori di due variabili?

a 7 b –12

116

Operatori di confronto in C

• Uguaglianza
- Uguale: a == b
- Diverso: a != b
• Ordine
- Maggiore: a > b
- Minore: a < b
- Maggiore o uguale: a >= b
- Minore o uguale: a <= b

117

Operatori relazionali

• Operano su quantità numeriche o char e forniscono un
risultato “booleano”:
< <= > >= == !=

• Il risultato è sempre di tipo int
- risultato = 0 FALSO
- risultato  0 VERO

118

Istruzione if

• Sintassi:
if (<condizione>)
<blocco1> condizione
[else
blocco1 blocco2
<blocco2>]

<condizione>: Espressione booleana
<blocco1>: Sequenza di istruzioni
• Se la sequenza contiene più di una istruzione, è necessario
racchiuderle tra parentesi graffe

• Significato:
- Se è vera <condizione>, esegui le istruzioni di <blocco1>,
altrimenti esegui quelle di <blocco2>
119

Notazione grafica

Ramo “vero” Condizione

V F Ramo “falso”
C

A B
Termine della
alternativa
(ricongiunzione)

120

Istruzione if : Esempio

• Leggere due valori A e B, calcolarne la differenza in
valore assoluto D = |A-B| e stamparne il risultato

main()
{
int A,B,D;

scanf(“%d %d”,&A,&B);
if (A > B)
D = A-B;
else
D = B-A;
printf(“%dn”,D);
}

121

Settimana n.3

Obiettivi Contenuti
• Condizioni complesse • Operatori logici
• Costrutti condizionali • Costrutto if ed if-else con
annidati annidamento
• Concetto di ciclo • Costrutto switch
• Funzioni <math.h>
• Costrutto while

122

Operatori logici

• Operano su espressioni “booleane” e forniscono un risultato
“booleano”:
! && ||
NOT AND OR
• Equivalenti agli operatori booleani di base
- Stesse regole di precedenza
• NOT > AND > OR
• Esempi:
- (x>0) && (x<10) (x compreso tra 0 e 10)
- (x1>x2) || (x1 == 3)

• Le espressioni “logiche” sono valutate da sinistra a destra

• La valutazione viene interrotta non appena il risultato è
univocamente determinato
123

Operatori booleani in C

Operatore Sintassi
Esempio
booleano in C

AND && (x>=a)&&(x<=b)

OR || (v1>=18)||(v2>=18)

NOT ! !(a>b)

124

Scelte annidate

• Nelle istruzioni del
blocco “vero” o del V F
C1
blocco “else”, è possibile
inserire altri blocchi di A1
scelta V F
C2 B
• In tal caso la seconda
scelta risulta annidata
all‟interno della prima A2 A3

A4

125

Istruzione switch

• Sintassi:
switch (<espressione>)
{
case <costante1>:
espressione
<blocco1>
break;
case <costante2>:
<blocco2>
break;
blocco1 blocco2 blocco default
...
default:
<blocco default>
}
<espressione>: Espressione a valore numerico
<blocco1>, <blocco2>, … : Sequenza di istruzioni (no parentesi graffe!)

126

Istruzione switch (Cont.)

• Significato:
- In base al valore di <espressione>, esegui le istruzioni del case
corrispondenti
- Nel caso nessun case venga intercettato, esegui le istruzioni
corrispondenti al caso default

• NOTE:
- I vari case devono rappresentare condizioni mutualmente
ESCLUSIVE!
- I vari case vengono eseguiti in sequenza
• Per evitare questo, si usa l‟istruzione break all‟interno di un blocco

127

Sintassi istruzione switch
switch ( e )
{
case v1:
A1 ; e=...
break ; e=v1 e=v2

altrimenti
e=v3
case v2: A1
A2 ; A2
break ;
A3
case v3: ...
A3 ;
break ; An
...........
default:
An ;
}
128

Istruzione switch: Esempio

int x;
...
switch (x) {
case 1:
printf(“Sono nel caso 1n”);
break;
case 2:
printf(“Sono nel caso 2n”);
break;
default:
printf(“Né caso 1 né caso 2n”);
break;
}

129

Operatori di incremento

• Per le assegnazioni composte più comuni sono previsti
degli operatori espliciti:
++ --

• Casi particolari degli operatori composti dei precedenti

• Significato:
- Operatore ++ -> +=1
- Operatore -- -> -=1

• Esempi:
- x++;
- valore--;

130

Operatore di auto-incremento

a++ ;
a = a + 1 ;
++a ;

a-- ;
a = a - 1 ;
--a ;

131

Flusso di esecuzione ciclico

Prima del A
ciclo

Istruzioni B
che vengono
ripetute C

Condizione V
D?
di ripetizione
F
Dopo il ciclo E

132

Istruzione while

• Sintassi:
while (<condizione>)
<blocco>

<condizione>: Una condizione Booleana
<blocco>: Sequenza di istruzioni
• Se più di una istruzione, va racchiuso tra graffe

• Realizza la struttura di tipo while condizione
F
V
• Significato:
- Ripeti <blocco> finché blocco
<condizione> è vera

133

Notazione grafica (while)

A
Ingresso
Condizione

V F
C Corpo

B

Ritorno Uscita
D
134

Istruzione while: Esempio

• Leggere un valore N, calcolare la somma S dei primi N
numeri interi e stamparla

#include <stdio.h>
main() {
int N, i, S;
i = 1; S = 0; /* inizializzazioni */
scanf (“%d”, &N);
while (i <= N) {
S += i; /* operazione iterativa */
i++; /* aggiornamento condizione */
}
printf (“Somma = %dn”, S); /* output */
}

135

Anatomia di un ciclo

• Conviene concepire il ciclo come 4 fasi
- Inizializzazione
- Condizione di ripetizione
- Corpo
- Aggiornamento

136

Settimana n.4

Obiettivi Contenuti
• Cicli semplici • Ciclo Do-while
• Cicli annidati • Ciclo for
• Istruzioni break e continue
(brevemente)
• Concetto di ciclo annidato
ed esempio
• Problem solving su dati
scalari

137

Istruzione for

• Sintassi:
for (<inizializzazioni>; <condizione>; <incremento>)
<blocco>

<inizializzazioni>: Le condizioni iniziali prima del ciclo
<condizione>: Una condizione booleana
<incremento>: Incremento della variabile diconteggio
• Se contiene più di una istruzione, va racchiuso tra graffe

• Tutti i campi possono essere vuoti!

138

Istruzione for (Cont.)

• Significato:
- Equivalente a:

<inizializzazioni>
while (<condizione>) {
<blocco>
<incremento>
}

• Realizza un ciclo basato su conteggio
• Tipicamente contiene una variabile indice che serve da iteratore:
- Parte da un valore iniziale (inizializzazione)
- Arriva ad un valore finale (condizione)
- Attraverso uno specifico incremento (incremento)

139

Istruzione for (Cont.)

• Esempio:
- Leggere un carattere ch ed un intero N, e stampare una riga di N
caratteri ch
• Esempio: N=10, ch=„*‟ output = **********
- Formulazione iterativa:
• Ripeti N volte l‟operazione “stampa ch”
- Soluzione:

#include <stdio.h>
main() {
int N, i;
char ch;

scanf(“%d %c”, &N, &ch);
for (i=0; i<N; i++)
printf(“%c”, ch); /*senza „n‟ !!!!*/
printf(“n”);
}

140

Istruzione for

Istruzione di
inizializzazione I

V F
for ( I; C; A ) C
{
B ; Istruzione di
} aggiornamento B

A

Corpo Condizione
141

Esercizio

• Introdurre da tastiera 100 numeri interi, e calcolarne la
media. Si controlli che ogni numero inserito sia compreso
tra 0 e 30; in caso contrario, il numero deve essere
ignorato

• Analisi:
- Problema iterativo
- Media=?
- Controllo del valore inserito

142

Esercizio: Soluzione
#include <stdio.h>
main() {
int valore, i, Totale=0, M=0;
const int N = 100;
for (i=0; i<N; i++) /* per ogni valore introdotto */
{
scanf(“%d”, &valore);
if (valore < 0 || valore > 30) /* controllo validità */
printf(“Valore non valido”);
else
{ /* caso normale */
Totale += valore; /* accumula nuovo valore in Totale */
M ++; /* ho letto un dato in più */
}
}
printf(“La media è: %fn”, (float)Totale/M);
}

143

for e while

• Il ciclo for può essere considerato un caso particolare
del ciclo while

• In generale si usa:
- for per cicli di conteggio
• Numero di iterazioni note a priori
• Condizione di fine ciclo tipo “conteggio”
- while per cicli “generali”
• Numero di iterazioni non note a priori
• Condizione di fine ciclo tipo “evento”

144

Cicli for con iterazioni note

int i ; int i ;

for ( i=0; i<N; i=i+1 ) for ( i=1; i<=N; i=i+1 )
{ {
....... .......
} }

int i ; int i ;

for ( i=N; i>0; i=i-1 ) for ( i=N-1; i>=0; i=i-1)
{ {
....... .......
} }

145

Cicli annidati

• Alcuni problemi presentano una struttura
“bidimensionale”
- L‟operazione iterativa stessa può essere espressa come un‟altra
iterazione

• Realizzazione: Un ciclo che contiene un altro ciclo

• Struttura:
for (...)
{
for (...)
{
...
}
}

146

Cicli while annidati

V F V F
C C

V F
C2

B
B2

147

Cicli while annidati

V F
C
while( C )
{
V F
while( C2 ) C2
{
B2 ;
} B2
}

148

Esempio

i = 0 ;
while( i<N )
{
j = 0 ;
while( j<N )
{
printf("i=%d - j=%dn", i, j);

j = j + 1 ;
}

i = i + 1 ;
}

149

Istruzione do

• Sintassi:
do
<blocco>
while (<condizione>);

<condizione>: Una condizione booleana
• Se più di una istruzione, va racchiuso tra graffe

• Realizza la struttura di tipo repeat
blocco

• Significato:
- Ripeti <blocco> finché V condizione

<condizione> è vera F
150

Notazione grafica (do-while)

A

B

V F
C

D
151

Istruzione do (Cont.)

• Esempio:
- Leggere un valore N controllando che il valore sia positivo.
In caso contrario, ripetere la lettura

#include <stdio.h>
main() {
int n;
do
scanf (“%d“, &n);
while (n <= 0);
}

152

Istruzione do (Cont.)

• È sempre possibile trasformare un ciclo di tipo do in un
ciclo di tipo while semplice, anticipando e/o duplicando
una parte delle istruzioni

• Esempio:
#include <stdio.h>
main() {
int n;
scanf (“%d”, &n);
while (n <= 0)
scanf (“%d“, &n);
}

153

Interruzione dei cicli

• Il linguaggio C mette a disposizione due istruzioni per
modificare il normale flusso di esecuzione di un ciclo:
- break:
• Termina il ciclo
• L‟esecuzione continua dalla prima istruzione dopo la fine del ciclo

- continue:
• Termina l‟iterazione corrente
• L‟esecuzione continua con la prossima iterazione del ciclo

154

Interruzione dei cicli (Cont.)

• Trasformano i cicli in blocchi non strutturati
- Usare con cautela (e possibilmente non usare…)
- Si può sempre evitare l‟uso di break/continue!

• Usabili in ogni tipo di ciclo (while, for, do)

155

break e continue

• In termini di diagrammi di flusso (esempio: ciclo while):

F F
condizione condizione

V V
break continue

blocco blocco

156

break : Esempio

• Acquisire una sequenza di numeri interi da tastiera;
terminare l‟operazione quando si legge il valore 0.

• Versione con break
int valore;
while (scanf("%d", &valore))
{
if (valore == 0)
{
printf("Valore non consentiton");
break; /* esce dal ciclo */
}
/* resto delle istruzioni del ciclo */
}

157

break : Esempio (Cont.)

• Versione senza break (strutturata)
int valore, finito = 0;
while (scanf("%d", &valore) && !finito)
{
if (valore == 0)
{
finito = 1;
}
else
{
}
}

158

continue : Esempio

• Acquisire una sequenza di numeri interi da tastiera;
ignorare i numeri pari al valore 0.

• Versione con continue
int valore;
{
if (valore == 0)
{
continue; /* va a leggere un nuovo valore */
}
}

159

continue : Esempio (Cont.)

• Versione senza continue (strutturata)

int valore;
{
if (valore == 0)
{
}
else {
}
}

160

Settimana n.5

Obiettivi Contenuti
• Vettori • Definizione di vettori
• Dimensionamento statico
dei vettori
• Operazioni elementari:
lettura, stampa, copia,
confronto di vettori

161

Variabili e vettori

dato1
dato2
35 35
7 7 dato
dato3
dato4
14
14 32
dato5 32 -9
-9 dato6 2
dato7 2 dato8 631
-18
631 dato9 -18 4
4 dato10 7
7
162

Da evitare...
int main(void)
{
int dato1, dato2, dato3, dato4, dato5 ;
int dato6, dato7, dato8, dato9, dato10 ;
. . . . .
scanf("%d", &dato1) ;
. . .

printf("%dn", dato10) ;
. . .
}
163

...così è meglio!

int main(void)
{
int dato[10] ;
. . . . .
for( i=0; i<10; i++)
scanf("%d", &dato[i]) ;

for( i=9; i>=0; i--)
printf("%dn", dato[i]) ;
}

164

Vettori

• Insiemi di variabili dello stesso tipo aggregate in un‟unica entità
- Identificate globalmente da un nome
- Singole variabili (elementi) individuate da un indice, corrispondente
alla loro posizione rispetto al primo elemento
- L‟indice degli elementi parte da 0
- Gli elementi di un vettore sono memorizzati in celle di memoria
contigue!

a a a a0 a1 a2 a3 a4

165

Dichiarazione di un vettore

• Sintassi:
<tipo> <nome vettore> [<dimensione>];

• Accesso ad un elemento:
<nome vettore> [<posizione>]

• Esempio:
int v[10];

- Definisce un insieme di 10 variabili intere
v[0],v[1],v[2],v[3],v[4],v[5],v[6],v[7],v[8],v[9]

166

Definizione di vettori in C

int dato[10] ;

Tipo di dato Nome del Numero di
base vettore elementi

167

Inizializzazione di un vettore

• E‟ possibile assegnare un valore iniziale ad un vettore (solo) al
momento della sua dichiarazione

• Equivalente ad assegnare OGNI elemento del vettore

• Sintassi (vettore di N elementi):
{<valore 0>, <valore 1>, ... ,<valore N-1>};
• Esempio:
int lista[4] = {2, 0, -1, 5};

• NOTA: Se vengono specificati meno di N elementi, l‟inizializzazione
assegna a partire dal primo valore. I successivi vengono posti a zero.
- Esempio:
int s[4] = {2, 0, -1};
/* s[0]=2, s[1]=0, s[2]=-1, s[3]=0 */

168

Vettori e indici

• L‟indice che definisce la posizione di un elemento di un
vettore DEVE essere intero!
- Non necessariamente costante!
• Può essere un‟espressione complessa (purché intera)

• Esempi:
double a[100]; /* a vettore di double */
double x;
int i, j, k;
… … …
x = a[2*i+j-k]; /* è corretto! */

169

Uso di una cella di un vettore

• L‟elemento di un vettore è utilizzabile come una qualsiasi
variabile:
- utilizzabile all‟interno di un‟espressione
• tot = tot + dato[i] ;
- utilizzabile in istruzioni di assegnazione
• dato[0] = 0 ;
- utilizzabile per stampare il valore
• printf("%dn", dato[k]) ;
- utilizzabile per leggere un valore
• scanf("%dn", &dato[k]) ;

170

Vettori e cicli

• I cicli sono particolarmente utili per “scandire” un vettore

• Utilizzo tipico: Applicazione iterativa di un‟operazione sugli
elementi di un vettore

• Schema:
…
int data[10];
for (i=0; i<10; i++)
{
// operazione su data[i]
}
…
171

Direttiva #define

• Sintassi:
#define <costante> <valore>

<costante>: Identificatore della costante simbolica
• Convenzionalmente indicato tutto in maiuscolo
<valore>: Un valore da assegnare alla costante

• Utilizzo:
- Definizione di costanti simboliche
- Maggiore leggibilità
- Maggiore flessibiltà
• Il cambiamento del valore della costante si applica a tutto il file!

172

Direttiva #define

• Esempio:
- #define PI 3.1415
- #define N 80
- ...
- double z = PI * x;
- int vect[N];

173

Costrutto #define

#define N 10 Definizione
della
costante
int main(void)
{ Uso della
int dato[N] ; costante
. . .
}

174

Modificatore const

int main(void) Definizione
{ della
const int N = 10 ; costante

int dato[N] ; Uso della
costante
. . .
}

175

Sintassi

• Stessa sintassi per dichiarare una variabile
• Parola chiave const
• Valore della costante specificato dal segno =
• Definizione terminata da segno ;
• Necessario specificare il tipo (es. int)
• Il valore di N non si può più cambiare

const int N = 10 ;

176

Stampa vettore di interi

printf("Vettore di %d interin", N) ;

for( i=0; i<N; i++ )
{
printf("Elemento %d: ", i+1) ;
printf("%dn", v[i]) ;
}

177

Lettura vettore di interi

printf("Lettura di %d interin", N) ;

for( i=0; i<N; i++ )
{
printf("Elemento %d: ", i+1) ;
scanf("%d", &v[i]) ;
}

178

Copia di un vettore

35 12 35 35
7 2 7 7
14 73 14 14
32 -12 32 32
-9 0 -9 -9
2 0 Copia v in w 2 2
631 -17 631 631
-18 44 -18 -18
4 1 4 4
7 17 7 7
v w v w
179

Copia di un vettore

/* copia il contenuto di v[] in w[] */

for( i=0; i<N; i++ )
{
w[i] = v[i] ;
}

180

Esercizio 1

• Leggere 10 valori interi da tastiera, memorizzarli in un
vettore e calcolarne il minimo ed il massimo

• Analisi:
- Il calcolo del minimo e del massimo richiedono la scansione
dell‟intero vettore
- Il generico elemento viene confrontato con il minimo corrente ed
il massimo corrente
• Se minore del minimo, aggiorno il minimo
• Se maggiore del massimo, aggiorno il massimo
- Importante l‟inizializzazione del minimo/massimo corrente!

181

Esercizio 1: Soluzione
#include <stdio.h>
main()
{
int v[10];
int i, max, min;

for (i=0; i<10; i++)
scanf(“%d”, &v[i]);

/* uso il primo elemento per inizializzare min e max*/
max = v[0];
min = v[0];

for (i=1; i<10; i++) {
if (v[i] > max)
max = v[i];
if (v[i] < min)
min = v[i];
}
printf("Il massimo e': %3dn", max);
printf("Il minimo e' : %3dn", min);
}

182

Esercizio 2

• Scrivere un programma che legga un valore decimale
minore di 1000 e lo converta nella corrispondente
codifica binaria

• Analisi:
- Usiamo l‟algoritmo di conversione binaria visto a lezione
• Divisioni sucessive per 2
• Si memorizzano i resti nella posizione del vettore di peso
corrispondente
- La cifra meno significativa è l‟ultima posizione del vettore!
- Essenziale determinare la dimensione massima del vettore
• Per codificare un numero < 1000 servono 10 bit (210=1024)

183

#include <stdio.h>
main()
{
int v[10] = {0};
int i=9; /* ultima posizione del vettore */
unsigned N; /* unsigned perchè positivo */

printf("Inserire un numero positivo (<1000): ");
scanf("%d", &N);

if (N > 1000)
printf("Errore: il numero deve essere < 1000n");
else {
while(N != 0) {
v[i] = (N % 2); /* resto della divisione per 2! */
N = N/2; /* divido N per 2 */
i--;
}

for (i=0; i<10; i++)
printf("%d", v[i]);
printf("n");
}
}

184

Settimana n.6

Obiettivi Contenuti
• Ricerche in Vettori • Ricerca di esistenza
• Flag • Ricerca di universalità
• Funzioni • Ricerca di duplicati
vettoriali
• Definizione di Funzioni
• Passaggio di parametri e
valore di ritorno

185

Ricerca di un elemento

• Dato un valore numerico, verificare
- se almeno uno degli elementi del vettore è uguale al valore
numerico
- in caso affermativo, dire dove si trova
- in caso negativo, dire che non esiste
• Si tratta di una classica istanza del problema di “ricerca di
esistenza”

186

Ricerca di un elemento: Esempio (1/3)

int dato ; /* dato da ricercare */
int trovato ; /* flag per ricerca */
int pos ; /* posizione elemento */

...

printf("Elemento da ricercare? ");
scanf("%d", &dato) ;

187


trovato = 0 ;
pos = -1 ;

for( i=0 ; i<N ; i++ )
{
if( v[i] == dato )
{
trovato = 1 ;
pos = i ;
}
}

188


if( trovato==1 )
{
printf("Elemento trovato "
"alla posizione %dn", pos+1) ;
}
else
{
printf("Elemento non trovaton");
}

189

Varianti

• Altri tipi di ricerche
- Contare quante volte è presente l‟elemento cercato
- Cercare se esiste almeno un elemento maggiore (o minore) del
valore specificato
- Cercare se esiste un elemento approssimativamente uguale a
quello specificato
- ...

190

Ricerca del massimo

• Dato un vettore (di interi o reali), determinare
- quale sia l‟elemento di valore massimo
- quale sia la posizione in cui si trova tale elemento
• Conviene applicare la stessa tecnica per l‟identificazione
del massimo già vista in precedenza
- Conviene inizializzare il max al valore del primo elemento

191

Ricerca del massimo: Esempio (1/2)

float max ; /* valore del massimo */
int posmax ; /* posizione del max */

...
max = r[0] ;
posmax = 0 ;

for( i=1 ; i<N ; i++ )
{
if( r[i]>max )
{
max = r[i] ;
posmax = i ;
}
}
192

Ricerca del massimo: Esempio (2/2)

printf("Il max vale %f e si ", max) ;
printf("trova in posiz. %dn", posmax) ;

193

Ricerca di esistenza o universalità

• L‟utilizzo dei flag è può essere utile quando si desiderino
verificare delle proprietà su un certo insieme di dati
- È vero che tutti i dati verificano la proprietà?
- È vero che almeno un dato verifica la proprietà?
- È vero che nessun dato verifica la proprietà?
- È vero che almeno un dato non verifica la proprietà?

194

Esempi

• Verificare che tutti i dati inseriti dall‟utente siano positivi
• Determinare se una sequenza di dati inseriti dall‟utente è
crescente
• Due numeri non sono primi tra loro se hanno almeno un
divisore comune
- esiste almeno un numero che sia divisore dei due numeri dati
• Un poligono regolare ha tutti i lati di lunghezza uguale
- ogni coppia di lati consecutivi ha uguale lunghezza

195

Formalizzazione

• È vero che tutti i dati verificano la proprietà?
- x : P(x)
• È vero che almeno un dato verifica la proprietà?
- x : P(x)
• È vero che nessun dato verifica la proprietà?
- x : not P(x)
• È vero che almeno un dato non verifica la proprietà?
- x : not P(x)

196

Realizzazione (1/2)

• Esistenza: x : P(x) • Universalità: x : P(x)
- Inizializzo flag F = 0 - Inizializzo flag F = 1

- Ciclo su tutte le x - Ciclo su tutte le x
• Se P(x) è vera • Se P(x) è falsa
- Pongo F = 1 - Pongo F = 0

- Se F = 1, l‟esistenza è - Se F = 1, l‟universalità è
dimostrata dimostrata
negata negata

197

Realizzazione (2/2)

• Esistenza: x : not P(x) • Universalità: x : not P(x)
- Inizializzo flag F = 0 - Inizializzo flag F = 1

- Ciclo su tutte le x - Ciclo su tutte le x
• Se P(x) è falsa • Se P(x) è vera
- Pongo F = 1 - Pongo F = 0

dimostrata dimostrata
negata negata

198

Esempio 1

• Verificare che tutti i dati inseriti dall‟utente siano positivi

int positivi ;
...
positivi = 1 ;
i = 0 ;
while( i<n )
{
...
if( dato <= 0 )
positivi = 0 ;
....
i = i + 1 ;
}
if( positivi == 1 )
printf("Tutti positivin");

199

Esempio 2

• Determinare se una sequenza di dati inseriti dall‟utente è
crescente
int crescente ;
...
crescente = 1 ;
precedente = INT_MIN ;
i = 0 ;
while( i<n )
{
...
if( dato < precedente )
crescente = 0 ;
precedente = dato ;
....
i = i + 1 ;
}

200

Esempio 3

• Due numeri non sono primi tra loro se hanno almeno un
divisore comune

int A, B ;
int noprimi ;
...
noprimi = 0 ;
i = 2 ;
while( i<=A )
{
...
if( (A%i==0) && (B%i==0) )
noprimi = 1 ;
....
i = i + 1 ;
}

201

Esempio 4

• Un poligono regolare ha tutti i lati di lunghezza uguale

int rego ;
...
rego = 1 ;
precedente = INT_MIN ;
i = 0 ;
while( i<n )
{
...
if( lato != precedente )
rego = 0 ;
precedente = lato ;
....
i = i + 1 ;
}

202

Occupazione variabile

• La principale limitazione dei vettori è la loro dimensione
fissa, definita come costante al tempo di compilazione del
programma
• Molto spesso non si conosce l‟effettivo numero di
elementi necessari fino a quando il programma non andrà
in esecuzione
• Occorre identificare delle tecniche che ci permettano di
lavorare con vettori di dimensione fissa, ma occupazione
variabile

203

Tecnica adottata

0 N-1 N MAXN-1 MAXN
3 1 7 12 -3 1 21 43 -8 0 12 3 2 11 3 4 8 76 56 23 4 5 90 15 72 -4 -2 22 73

Elementi Elementi
effettivamente inutilizzati
utilizzati

204

Esempio

/* dimensione massima */
const int MAXN = 100 ;

int v[MAXN] ; /* vettore di dim. max. */

int N ; /* occupazione effettiva
del vettore */

...

N = 0 ; /* inizialmente “vuoto” */

205

Crescita del vettore

• Un vettore ad occupazione variabile può facilmente
crescere, aggiungendo elementi “in coda”

v[N] = nuovo_elemento ;
N++ ;

206

Sottoprogrammi

• Un programma realistico può consistere di migliaia di
istruzioni

• Sebbene fattibile, una soluzione “monolitica” del
problema:
- Non è molto produttiva:
• Riuso del codice?
• Comprensione del codice?
- Non è intuitiva:
• Tendenza ad “organizzare” in modo strutturato
• Struttura gerarchica a partire dal problema complesso fino a
sottoproblemi sempre più semplici

• Approccio top-down

207

Approccio top-down

• Decomposizione del problema in sottoproblemi più
semplici

• Ripetibile su più livelli

• Sottoproblemi “terminali” = Risolvibili in modo “semplice”

208

Approccio top-down (Cont.)

• Esempio: Pulizia di una casa

Pulizia
casa

Pulizia Pulizia Pulizia
bagno cucina camera

Togli Togli Togli
Lava Lucida Lava Lucida Lava Lucida
polvere polvere polvere

209

Approccio top-down (Cont.)

• I linguaggi di programmazione permettono di suddividere
le operazioni in modo simile tramite sottoprogrammi
- Detti anche funzioni o procedure

• La gerarchia delle operazioni si traduce in una gerarchia
di sottoprogrammi

• main() è una funzione!

210

Funzioni e procedure

• Procedure:
- Sottoprogrammi che NON ritornano un risultato

• Funzioni:
- Sottoprogrammi che ritornano un risultato (di qualche tipo
primitivo o non)

• In generale, procedure e funzioni hanno dei parametri
(o argomenti)
- Vista funzionale:

parametri f risultato

211

Funzioni e procedure in C

• Nel C K&R:
- Esistono solo funzioni (tutto ritorna un valore)
- Si può ignorare il valore ritornato dalle funzioni

• Dal C89 (ANSI) in poi:
- Funzioni il cui valore di ritorno deve essere ignorato (void)
- Funzioni void  procedure

212

Definizione di una funzione

• Stabilisce un “nome” per un insieme di operazioni

• Sintassi:
<tipo risultato> <nome funzione> (<parametri formali >)
{
<istruzioni>
}
- Se la funzione non ha un risultato, <tipo risultato> deve essere
void
- Per ritornare il controllo alla funzione chiamante, nelle
<istruzioni> deve comparire una istruzione
• return <valore>; se non void
• return; se void

213

Definizione di una funzione (Cont.)

• Tutte le funzioni sono definite allo stesso livello del
main()
- NON si può definire una funzione dentro un‟altra

• main() è una funzione!
- Tipo del valore di ritorno: int
- Parametri: Vedremo più avanti!

214

Prototipi

• Così come per le variabili, è buona pratica dichiarare
all‟inizio del programma le funzioni prima del loro uso
(prototipi)

• Sintassi:
- Come per la definizione, ma si omette il contenuto (istruzioni)
della funzione

215

Prototipi: Esempio
#include <stdio.h>

int func1(int a);
int func2(float b);
...

main ()
{
…
}

int func1(int a)
{
…
}

int func2(float b)
{
…
}

216

Funzioni e parametri

• Parametri e risultato sono sempre associati ad un tipo

• Esempio:
float media(int a, int b)

int a
media() float
int b
• I tipi di parametri e risultato devono essere rispettati
quando la funzione viene utilizzata!

• Esempio:
float x; int a,b;
x = media(a, b);
217

Utilizzo di una funzione

• Deve rispettare l‟interfaccia della definizione

• Utilizzata come una normale istruzione
<variabile> = <nome funzione> (<parametri attuali>);

• Può essere usata ovunque
- Una funzione può anche invocare se stessa (funzione ricorsiva)

218

Utilizzo di una funzione: Esempio
#include <stdio.h>

int modabs(int v1, int v2); //prototipo

main() {
int x,y,d;
scanf(“%d %d”,&x,&y);
d = modabs(x,y); // utilizzo
printf(“%dn”,d);
}

int modabs (int v1, int v2) // definizione
{
int v;
if (v1>=v2) {
v = v1-v2;
} else {
v = v2-v1;
}
return v;
}

219

Parametri formali e attuali

• E‟ importante distinguere tra:
- Parametri formali:
Specificati nella definizione di una funzione
- Parametri attuali:
Specificati durante il suo utilizzo

• Esempio:
- funzione Func
• Definizione: double Func(int x,double y)
- Parametri formali: (x,y)

• Utilizzo: double z = Func(a*2, 1.34);
- Parametri attuali: (Risultato di a*2, 1.34)

220

Parametri formali e attuali (Cont.)

• Vista funzionale:
- Definizione:

int x
Func double
double y

- Utilizzo:

a*2 => x
Func double
1.34 => y

221

Passaggio dei parametri

• In C, il passaggio dei parametri avviene per valore
- Significato: Il valore dei parametri attuali viene copiato in variabili
locali della funzione

• Implicazione:
- I parametri attuali non vengono MAI modificati dalle istruzioni
della funzione

222

Passaggio dei parametri: Esempio
#include <stdio.h>

void swap(int a, int b);

main() {
int x,y;
printf(“%d %dn”,x,y);
swap(x,y);
/* x e y NON VENGONO MODIFICATI */

}

void swap(int a, int b)
{
int tmp;
tmp = a;
a = b;
b = tmp;
return;
}
223

Passaggio dei parametri (Cont.)

• E‟ possibile modificare lo schema di passaggio per valore
in modo che i parametri attuali vengano modificati dalle
istruzioni della funzione

• Passaggio per indirizzo (by reference)
- Parametri attuali = indirizzi di variabili
- Parametri formali = puntatori al tipo corrispondente dei
parametri attuali
- Concetto:
• Passando gli indirizzi dei parametri formali posso modificarne
il valore
- La teoria dei puntatori verrà ripresa in dettaglio più avanti
• Per il momento è sufficiente sapere che:
- „&‟<variabile> fornisce l‟indirizzo di memoria di <variabile>
- „*‟<puntatore> fornisce il dato contenuto nella variabile puntata da <puntatore>

224

Passaggio dei parametri: Esempio
#include <stdio.h>

void swap(int *a, int *b);

main() {
int x,y;
swap(&x,&y); Passo l‟indirizzo
/* x e y SONO ORA MODIFICATI */ di x e y
}

void swap(int *a, int *b)
{
int tmp;
tmp = *a;
*a = *b; Uso *a e *b
*b = tmp; come “interi”
return;
}

225

Passaggio dei parametri (Cont.)

• Il passaggio dei parametri per indirizzo è indispensabile
quando la funzione deve ritornare più di un risultato

Parametri F Risultati

226

Vettori e funzioni

• Le funzioni possono avere come parametri dei vettori o
matrici:
- Parametri formali
• Si indica il nome del vettore, con “[ ]” senza dimensione
- Parametri attuali
• Il nome del vettore SENZA “[ ]”

• Il nome del vettore indica l‟indirizzo del primo elemento,
quindi il vettore è passato per indirizzo!

227

Vettori e funzioni (Cont.)

• Conseguenza:
- Gli elementi di un vettore passato come argomento vengono
SEMPRE modificati!

• ATTENZIONE: Dato che il vettore è passato per
indirizzo, la funzione che riceve il vettore come
argomento non ne conosce la lunghezza!!!!

• Occorre quindi passare alla funzione anche la dimensione
del vettore!

228

Esercizio

• Scrivere una funzione nonnull() che ritorni il numero di
elementi non nulli di un vettore di interi passato come
parametro

• Soluzione:
int nonnull(int v[], int dim)
{
All‟interno della funzione
int i, n=0;
bisogna sapere la dimensione
for (i=0; i<dim; i++) {
del vettore
if (v[i] != 0)
n++;
} Se v[ ] fosse modificato dentro la
funzione, il valore sarebbe
return n;
modificato anche nella funzione
}
chiamante
229

Funzioni matematiche

• Utilizzabili includendo in testa al programma

#include <math.h>

• NOTA: Le funzioni trigonometriche (sia dirette sia
inverse) operano su angoli espressi in radianti

230

math.h
funzione definizione
double sin (double x) sin (x)
double cos (double x) cos (x)
double tan (double x) tan (x)
double asin (double x) asin (x)
double acos (double x) acos (x)
double atan (double x) atan (x)
double atan2 (double y, double x) atan ( y / x )
double sinh (double x) sinh (x)
double cosh (double x) cosh (x)
double tanh (double x) tanh (x)
231

math.h (Cont.)

double pow (double x, double y) xY
double sqrt (double x) radice quadrata
double log (double x) logaritmo naturale
double log10 (double x) logaritmo decimale

double exp (double x) eX

232

math.h (Cont.)

double ceil (double x) ceil (x)

double floor (double x) floor (x)

double fabs (double x) valore assoluto

double fmod (double x, double y) modulo
restituisce la parte
double modf (double x, double frazionaria di x e
*ipart) memorizza la parte
intera di x in ipart

233

Funzioni matematiche: Esempio
#include <stdio.h>
#include <math.h>

double log2(double x);

main()
{
int nogg, nbit;

printf(“Dammi il numero di oggetti: ”);
scanf(“%d”, &nogg);
nbit=ceil(log2((double)nogg));
printf(“Per rappresentare %d oggetti servono %d
bitn”, nogg, nbit);
}

double log2(double x)
{
return log(x)/log((double)2);
}

234

Settimana n.7

Obiettivi Contenuti
• Caratteri • Il tipo char
• Vettori di caratteri • Input/output di caratteri
• Stringhe • Operazioni su variabili char
• Funzioni <ctype.h>
• Stringhe come vettori di char
• Il terminatore nullo
• Stringhe come tipo gestito
dalla libreria
• Funzioni di I/O sulle stringhe

235

Codice ASCII

Source: www.lookuptables.com

236

Dualità caratteri - numeri

• Ogni carattere è rappresentato dal suo codice ASCII

y 7 W ! %
121 55 87 33 37

• Ogni stringa è rappresentata dai codici ASCII dei caratteri
di cui è composta

F u l v i o 0 6 A Z N
70 117 108 118 105 111 48 54 65 90 78

0 1 1 - 5 6 4 6 3 3 2
48 49 49 45 53 54 52 54 51 51 50

237

I/O a caratteri

• Acquisizione/stampa di un carattere alla volta

• Istruzioni:
- int getchar()
• Legge un carattere da tastiera
• Il carattere viene fornito come “risultato” di getchar (valore intero)
• In caso di errore il risultato è la costante EOF (dichiarata in stdio.h)

- int putchar(<carattere>)
• Stampa <carattere> su schermo
• <carattere>: Un dato di tipo char

238

EOF

• EOF = End-of-File

• Rappresenta in realtà un valore fittizio corrispondente
alla fine dell‟input

• Indica che non ci sono più dati in input

• EOF può essere prodotto in diversi modi:
- Automaticamente, se si sta leggendo un file
- Premendo CTRL+‟Z‟ in MS-DOS o VMS
- Premendo CTRL+‟D‟ in Unix

239

I/O a caratteri: Esempio
#include <stdio.h>

main()
{
int tasto;

printf(“Premi un tasto...n”);
tasto = getchar();
if (tasto != EOF) /* errore ? */
{
printf(“Hai premuto %cn”, tasto);
printf(“Codice ASCII = %dn”, tasto);
}
}
240

scanf/printf e getchar/putchar

• scanf e printf sono “costruite” a partire da
getchar/putchar

• scanf/printf sono utili quando è noto il formato (tipo)
del dato che viene letto
- Esempio: Serie di dati con formato fisso

• getchar/putchar sono utili quando non è noto tale
formato
- Esempio: Un testo

241

Funzioni di utilità

• Classificazione caratteri (<ctype.h>)
int isalnum (char c) Se c è lettera o cifra
int isalpha (char c) Se c è lettera
int isascii(char c) Se c è lettera o cifra
int isdigit (char c) Se c è una cifra
int islower(char c) Se c è minuscola
int isupper (char c) Se c è maiuscola
int isspace(char c) Se c è spazio,tab,n
int iscntrl(char c) Se c è di controllo
Se c è stampabile, non
int isgraph(char c)
spazio
int isprint(char c) Se c è stampabile
int ispunct(char c) Se c è di interpunzione
int toupper(char c) Converte in maiuscolo
int tolower(char c) Converte in minuscolo
242

Vista d‟insieme

A...F G...Z
isupper !"#$%&'()
*+,-./:
a...f g...z ;<=>?@[]
islower
isalpha
^_`{|}~
ispunct

0...9
isdigit
isxdigit
isalnum isgraph

Spazio isprint

Caratteri di Tab
controllo Newline isspace
iscntrl
243

Stringhe in C

• Nel linguaggio C non è supportato esplicitamente alcun
tipo di dato “stringa”
• Le informazioni di tipo stringa vengono memorizzate ed
elaborate ricorrendo a semplici vettori di caratteri

char saluto[10] ;

B u o n g i o r n o

244

Stringhe (Cont.)

• Definizione:
Sequenze di caratteri terminate dal carattere „0‟ (NULL)

• Tecnicamente:
Vettori di caratteri terminati da un carattere aggiuntivo „0‟ (NULL)

• Memorizzate come i vettori

• La lunghezza della stringa può essere definita implicitamente
mediante l‟assegnazione di una costante stringa, rappresentata da
una sequenza di caratteri racchiusa tra doppi apici

• Esempio:
„c‟ „i‟ „a‟ „o‟ „!‟ „0‟
char s[] = “ciao!”;
s[0] s[1] s[2] s[3] s[4] s[5]
245

Stringhe (Cont.)
• NOTA: La stringa vuota non è un vettore “vuoto”!
- Esempio: char s[] = “”;
„0‟
s[0]
• Attenzione: „a‟ è diverso da “a”

• Infatti „a‟ indica il carattere a, mentre “a” rappresenta la stringa a
(quindi con „0‟ finale).

• Graficamente:

- “Ciao” ----> „C‟ „i‟ „a‟ „o‟ „0‟

- “a” ----> „a‟ „0‟

- „a‟ ----> „a‟
246

Formattazione di stringhe

• Le operazioni di I/O formattato possono essere
effettuate anche da/su stringhe

• Funzioni
int sscanf(char* <stringa>,char* <formato>,<espressioni>);
- Restituisce EOF in caso di errore, altrimenti il numero di campi
letti con successo
int sprintf(char* <stringa>,char* <formato>,<variabili>));
- Restituisce il numero di caratteri scritti

• Utili in casi molto particolari per costruire/analizzare
stringhe con un formato fisso

247

I/O di stringhe

• Diamo per scontato di utilizzare la convenzione del
terminatore nullo
• Si possono utilizzare
- Funzioni di lettura e scrittura carattere per carattere
• Come nell‟esercizio precedente
- Funzioni di lettura e scrittura di stringhe intere
• scanf e printf
• gets e puts

248

Esempio

const int MAX = 20 ;
char nome[MAX+1] ;

printf("Come ti chiami? ") ;

scanf("%s", nome) ;

249

Esempio

const int MAX = 20 ;
char nome[MAX+1] ;

printf("Come ti chiami? ") ;

gets(nome) ;

250

Esempio

printf("Buongiorno, ") ;
printf("%s", nome) ;
printf("!n") ;

printf("Buongiorno, %s!n", nome) ;

251

Esempio

printf("Buongiorno, ") ;
puts(nome) ;

/* No!! printf("!n") ; */

252

Settimana n.8

Obiettivi Contenuti
• Stringhe • Approfondimento printf
• Matrici • Conversioni stringa-intero,
stringa-reale e v/v
• Vettori di Stringhe
• Funzioni <string.h>
• Matrice come estensione
dei vettori (veloce)
• Dualità matrici di caratteri
= vettori di stringhe
testuali

253

Manipolazione di stringhe

• Data la loro natura di tipo “aggregato”, le stringhe non
possono essere usate come variabili qualunque

• Esempi di operazioni non lecite:
char s1[20], s2[10], s3[50];
...
s1 = “abcdefg”;
s2 =
s3 =
“hijklmno”;
s1 + s2;
NO!

• A questo scopo esistono apposite funzioni per la
manipolazione delle stringhe

254

Funzioni di libreria per stringhe

• Utilizzabili includendo in testa al programma
#include <string.h>
definizione
char* strcat (char* s1, char* s2); concatenazione
concatenazione s1+s2
s1+s2
char* strchr (char* s, int c); ricerca di c in s
int strcmp (char* s1, char* s2); confronto
confronto
char* strcpy (char* s1, char* s2); s1 <= s2
s1 <= s2
int strlen (char* s); lunghezza di s
lunghezza di s
char* strncat (char* s1,char* s2,int n); concat. n car. max
concat. n car. max
char* strncpy (char* s1,char* s2,int n); copia n car. max
copia n car. max
char* strncmp(char* dest,char* src,int n); cfr. n car. max
cfr. n car. max

255

Funzioni di libreria per stringhe (Cont.)

• NOTE:
- Non è possibile usare vettori come valori di ritorno delle funzioni
di libreria
• Esempio:
char s[20]
...
s = strcat(stringa1, stringa2); /* NO! */
- Alcune funzioni possono essere usate “senza risultato”
• Esempio:
strcpy(<stringa destinazione>, <stringa origine>)
strcat(<stringa destinazione>, <stringa origine>)

- Il valore di ritorno coincide con la stringa destinazione

256

Esercizio 1

• Realizzare un meccanismo di “cifratura” di un testo che
consiste nell‟invertire le righe del testo stesso

• Esempio:

C’era una volta atlov anu are’C
un re che ... ehc er nu

257

#include <stdio.h>
main()
{
int i,j, len;
char s[80], dest[80]; /* una riga */

while (gets(s) != NULL) {
len = strlen(s); j = 0;
for (i=len-1;i>=0;i--) {
dest[j] = s[i];
j++;
}
dest[j]='0';
puts(dest);
}
}

258

Esercizio 2

• Si scriva un programma che legga da tastiera due
stringhe e cancelli dalla prima stringa i caratteri contenuti
nella seconda stringa

• Esempio:
- str1: “Olimpico”
- str2: “Oio”
- risultato: “lmpc”

259

#include <stdio.h>
#define MAXCAR 128

char *elimina(char s1[], char s2[]);

main()
{
char str1[MAXCAR], str2[MAXCAR];
printf(“Dammi la stringa str1: ”);
scanf(“%s”, str1);
printf(“Dammi la stringa str2: ”);
scanf(“%s”, str2);
printf(“str1-str2= %sn”, elimina(str1,str2));
}
260

Esercizio 2: Soluzione (Cont.)
char *elimina(char s1[], char s2[])
{
int i, j, k;

for(i=j=0;str1[i]!= „0‟;i++)
{
for(k=0;(str2[k]!= „0‟) && (str1[i]!=str2[k]);k++);
if(str2[k]== „0‟)
str1[j++]=str1[i];
}
str1[j]=„0‟;
return str1;
}

261

I/O a righe

• Acquisizione/stampa di una riga alla volta
- Riga = Serie di caratteri terminata da „n‟

• Istruzioni:
- char *gets(<stringa>)
• Legge una riga da tastiera (fino al „n‟)
• La riga viene fornita come stringa (<stringa>), senza il carattere „n‟
• In caso di errore, il risultato è la costante NULL (definita in stdio.h)

- int puts(<stringa>)
• Stampa <stringa> su schermo
• Aggiunge sempre „n‟ alla stringa

262

I/O a righe (Cont.)

• L‟argomento di gets/puts è di tipo “puntatore”
(discussione più avanti), definito come segue:
char*

• Significato: Il puntatore ad una stringa contiene l‟indirizzo
di memoria in cui il primo carattere della stringa è
memorizzato

• Esempio: s
- char* s;

263

I/O a righe (Cont.)

• NOTE:
- puts/gets sono “costruite” a partire da getchar/putchar
- Uso di gets richiede l‟allocazione dello spazio di memoria per la
riga letta in input
• Gestione dei puntatori che vedremo più avanti
- puts(s) è identica a printf(“%sn”,s);

• Usate meno di frequente delle altre istruzioni di I/O

264

I/O a righe: Esempio

• Programma che replica su video una riga di testo scritta
dall‟utente

#include <stdio.h>

main()
{
char *s, *res;
printf(“Scrivi qualcosan”);
res = gets(s);
if (res != NULL) /* errore ? */
{
puts(“Hai inserito”);
puts(s);
}
}

265

Matrice bidimensionale

colonne
0 1 2 ... M-1
0 1 2 3 4 5
1 2 4 6 8 10
righe 2 3 6 9 12 15
4 8 12 16 20
...

5 10 15 20 25
N-1 6 12 18 24 30

pitagora

266

Vettori multidimensionali

• E‟ possibile estendere il concetto di variabile indicizzata a
più dimensioni
- Utilizzo tipico:
Vettori bidimensionali per realizzare tabelle (matrici)

• Implementazione: Vettore di vettori
a[0][0] a[0][1] a[0][2] a[0][3] a[0][4] a[0]

a a[1][0] a[1][1] a[1][2] a[1][3] a[1][4] a[1]

a[2][0] a[2][1] a[2][2] a[2][3] a[2][4] a[2]

int a[3][5];

267

Vettori multidimensionali (Cont.)

• Sintassi:
<tipo> <nome vettore> [<dim1>][<dim2>] … [<dimN>];

• Accesso ad un elemento:
<nome vettore> [<pos1>] [<pos2>] … [<posN>]

• Esempio:
int v[3][2];

• Inizializzazione:
- Inizializzazione per righe!
• Esempio:
int v[3][2] = {{8,1},{1,9},{0,3}}; // vettore 3x2
int w[3][2] = { 8,1, 1,9, 0,3 }; // equivalente

268

Vettori multidimensionali e cicli

• Per vettori a più dimensioni, la scansione va applicata a
tutte le dimensioni
- Cicli “annidati”

• Esempio:
Accesso agli elementi di una matrice 3x5

int x[3][5];
…
for (i=0;i < 3; i++) { /* per ogni riga i */
for (j=0; j < 5; j++) { /* per ogni colonna j */
... // operazione su x[i][j]
}
}

269

Stampa per righe matrice di reali

printf("Matrice: %d x %dn", N, M);

for(i=0; i<N; i++)
{ /* Stampa la riga i-esima */
for(j=0; j<M; j++)
{
printf("%f ", mat[i][j]) ;
}
printf("n");
}

270

Lettura per righe matrice di reali

printf("Immetti matrice %d x %dn",
N, M) ;

for(i=0; i<N; i++)
{
printf("Riga %d:n", i+1) ;
for(j=0; j<M; j++)
{
printf("Elemento (%d,%d): ",
i+1, j+1) ;
scanf("%f", &mat[i][j]) ;
}
}

271

Somma per righe

for(i=0 ; i<N ; i++)
{
somma = 0.0 ;
for(j=0; j<M; j++)
somma = somma + mat[i][j] ;
sr[i] = somma ;
}

for(i=0; i<N; i++)
printf("Somma riga %d = %fn",
i+1, sr[i]) ;

272

Esercizio 1

• Scrivere un programma che acquisisca da tastiera gli
elementi di una matrice quadrata 5x5 e che stampi su
video la matrice trasposta

• Analisi:
- Per il caricamento dei dati nella matrice, utilzziamo due cicli for
annidati
• Il più interno scandisce la matrice per colonne, utilizzando l‟indice j
• Il più esterno scandisce la matrice per righe, utilizzando l‟indice i
- Per la stampa della matrice trasposta, utilizziamo due cicli for
annidati, ma con gli indici di riga (i) e colonna (j) scambiati
rispetto al caso dell‟acquisizione dei dati

273

#include <stdio.h>

main()
{
int matrice[5][5], i, j;

printf("Inserire gli elementi per righe:n");
for (i=0; i<5; i++)
for (j=0; j<5; j++)
scanf("%d", &matrice[i][j]);
printf("nn");

/* stampa della matrice trasposta */
for (j=0; j<5; j++) {
for (i=0; i<5; i++)
printf("%5d", matrice[i][j]);
printf("n");
}
}
274

Esercizio 2

• Scrivere un programma che legga da tastiera una matrice
quadrata di dimensioni massime 32x32 e stampi su video
la matrice stessa con accanto a destra la somma di
ciascuna riga ed in basso la somma di ciascuna colonna
- Le dimensioni della matrice devono essere inserite da tastiera

• Esempio:
4 3 1 2 10
1 7 2 2 12
3 3 5 0 11
8 13 8 4

275

Esercizio 2 (Cont.)

• Analisi:
- Il caricamento dei valori nella matrice avviene con un doppio ciclo
for annidato
- Le somme delle varie righe sono memorizzate in un vettore
vet_righe avente un numero di elementi pari al numero di righe
della matrice
- Le somme delle varie colonne sono memorizzate in un vettore
vet_col avente un numero di elementi pari al numero di colonne
della matrice
- Il calcolo delle somme delle righe viene eseguito tramite un
doppio ciclo for annidato che scandisce la matrice per righe
- Il calcolo delle somme delle colonne viene eseguito tramite un
doppio ciclo for annidato che scandisce la matrice per colonne
- La stampa della matrice e del vettore vet_righe avviene con un
doppio ciclo for annidato
- La stampa del vettore col avviene con un singolo ciclo for

276

#include <stdio.h>
#define MAXDIM 32

main()
{

int matrice[MAXDIM][MAXDIM],
vet_righe[MAXDIM],
vet_col[MAXDIM],
nrighe, ncol, somma, i, j;

printf("Inserire le dimensioni della matrice: ");
scanf("%d %d", &nrighe, &ncol);
/* caricamento elementi della matrice per righe */
printf("Inserire gli elementi per righe:n");
for (i=0; i<nrighe; i++)
for (j=0; j<ncol; j++)
scanf("%d", &matrice[i][j]);

277


/* calcolo della somma delle righe */
for (i=0; i<nrighe; i++) {
somma = 0;
somma = somma + matrice[i][j];
vet_righe[i] = somma;
}

/* calcolo della somma delle colonne */
for (j=0; j<ncol; j++) {
somma = 0;
for (i=0; i<nrighe; i++)
somma = somma + matrice[i][j];
vet_col[j] = somma;
}

278

/* stampa matrice e vettore somma delle righe*/
printf("nn");
for (i=0; i<nrighe; i++) {
printf("%4d", matrice[i][j]);
printf("%7dn", vet_righe[i]);
}
/* stampa vettore somma delle colonne */
printf("n");
printf("%4d", vet_col[j]);
printf("nn");

}

279

Settimana n.9

Obiettivi Contenuti
• Esercizi aggiuntivi su • Strutture dati complesse
vettori di stringhe gestite come “vettori
• Vettori “paralleli” paralleli”
• Tipi di dato scalari • Il sistema dei tipi scalari in
(completi) C (completo)
• Argomenti sulla linea di • Attivazione di programmi
comando da command line
• Argc, argv

280

Il sistema dei tipi C

Tipo di dato

Tipi Scalari Tipi Strutturati void

Tipi interi Tipi reali Enumerazioni Vettori

char float Strutture

int double Union

short / long long Puntatori

signed/unsigned Funzioni

281

I tipi interi in C

Tipo Descrizione Esempi
char Caratteri ASCII 'a' '7' '!'
int Interi… +2 -18 0
+24221
short int … con meno bit
long int … con più bit
unsigned int Interi senza 0 1 423
segno… 23234
unsigned short int … con meno bit
unsigned long int … con più bit

282

Specifiche del C

=
sizeof(char) 1

≤ < ≤

sizeof(short int) sizeof(int) sizeof(long int)

= = =

sizeof(unsigned sizeof( sizeof(unsigned
short int) unsigned int) long int)

≤ ≤
283

Intervallo di rappresentazione

Tipo Min Max
char CHAR_MIN CHAR_MAX
int INT_MIN INT_MAX
short int SHRT_MIN SHRT_MAX
long int LONG_MIN LONG_MAX
unsigned int 0 UINT_MAX
unsigned short int 0 USHRT_MAX
unsigned long int 0 ULONG_MAX

#include <limits.h>

284

Compilatori a 32 bit

Tipo N. Bit Min Max
char 8 -128 127
int 32 -2147483648 2147483647
short int 16 -32768 32767
long int 32 -2147483648 2147483647
unsigned 32 0 4294967295
int
unsigned 16 0 65536
short int
unsigned 32 0 4294967295
long int

285

I tipi reali in C

Tipo Descrizione
float Numeri reali in singola precisione
double Numeri reali in doppia precisione
long double Numeri reali in massima precisione

 segno esponente

 
 eeeeee
A   1.mmmmm 2
 
 
mantissa

286

Numero di bit

Tipo Dimensione Mantissa Esponente
float 32 bit 23 bit 8 bit
double 64 bit 53 bit 10 bit
long double  double


segno esp o n en te

 
 eeeeee
A   1.mmmmm 2
 
 
mantissa

287

Intervallo di rappresentazione

float
0

±1.17549435E-38
±3.40282347E+38

double
0

±2.2250738585072014E-308
±1.7976931348623157E+308

288

Specificatori di formato

Tipo scanf printf
char %c %c %d
int %d %d
short int %hd %hd %d
long int %ld %ld
unsigned int %u %o %x %u %o %x
unsigned short int %hu %hu
unsigned long int %lu %lu
float %f %f %g
double %lf %f %g

289

Funzioni di conversione

char line[80] ; char line[80] ;
int x ; float x ;

gets(line) ; gets(line) ;
x = atoi(line) ; x = atof(line) ;

char line[80] ; char line[80] ;
long int x ; double x ;

gets(line) ; gets(line) ;
x = atol(line) ; x = atof(line) ;

290

Argomenti sulla linea
di comando

Il modello “console”

Sistema Operativo

Finestra di comando

Argomenti Codice di uscita

Programma utente

int main()

292

Argomenti sulla linea di comando

• In C, è possibile passare informazioni ad un programma
specificando degli argomenti sulla linea di comando
- Esempio:
C:> myprog <arg1> <arg2> ... <argN>

• Comuni in molti comandi “interattivi”
- Esempio: MS-DOS
C:> copy file1.txt dest.txt

• Automaticamente memorizzati negli argomenti del
main()

293

Argomenti del main()

• Prototipo:

main (int argc, char* argv[])

- argc: Numero di argomenti specificati
• Esiste sempre almeno un argomento (il nome del programma)

- argv: Vettore di stringhe
• argv[0] = primo argomento
• argv[i] = generico argomento
• argv[argc-1] = ultimo argomento

294

Esempi

C:progr>quadrato Numero argomenti = 0

Numero argomenti = 1
C:progr>quadrato 5
Argomento 1 = “5”

Numero argomenti = 2
C:progr>quadrato 5 K Argomento 1 = “5”
Argomento 2 = “K”
295

argc e argv

• Struttura:
- Esempio: c:> prog.exe 3 file.dat 3.2

argv[0] “prog.exe0”

argv[1] “30”

argv[2] “file.dat0” argc=4

argv[3] “3.20”
NULL

296

argc e argv (Cont.)

• Ciclo per l‟elaborazione degli argomenti
for (i=0; i<argc; i++) {
/*
elabora argv[i] come stringa
*/
}

• NOTA:
- Qualunque sia la natura dell‟argomento, è sempre una stringa
- Necessario quindi uno strumento per “convertire” in modo
efficiente stringhe in tipi numerici

297

Conversione degli argomenti

• Il C mette a disposizione tre funzioni per la conversione
di una stringa in valori numerici
int atoi(char *s);
long atol(char *s);
double atof(char *s);

• Esempio:
int x = atoi(“2”) ; // x=2
long y = atol(“23L”); // y=23
double z = atof(“2.35e-2”); // z=0.0235

• Definite in stdlib.h
298

Conversione degli argomenti (Cont.)

• NOTA: Si assume che la stringa rappresenti l‟equivalente
di un valore numerico:
- cifre, „+‟,‟-‟ per interi
- cifre, „+‟,‟-‟,‟l‟,‟L‟ per long
- cifre, „+‟,‟-‟,‟e‟,„E‟,‟.‟ per reali

• In caso di conversione errata o non possibile le funzioni
restituiscono il valore 0
- Necessario in certi casi controllare il valore della conversione!

• NOTA: Importante controllare il valore di ogni argv[i]!

299

Conversione degli argomenti (Cont.)

• Esempio:
Programma C che prevede due argomenti sulla linea di
comando:
- Primo argomento: Un intero
- Secondo argomento: Una stringa

• Schema:
int x;
char s[80];
x = atoi(argv[1]);
strcpy(s,argv[2]); /* s=argv[2] è errato! */
...

300

Programmi e opzioni

• Alcuni argomenti sulla linea di comando indicano
tipicamente delle modalità di funzionamento “alternative”
di un programma

• Queste “opzioni” (dette flag o switch) sono
convenzionalmente specificate come
-<carattere>
per distinguerle dagli argomenti veri e propri

• Esempio
C:> myprog -x -u file.txt
opzioni argomento

301

La funzione exit

• Esiste inoltre la funzione di libreria exit, dichiarata in
<stdlib.h>, che assolve alla stessa funzione
- Interrompe l‟esecuzione del programma
- Ritorna il valore specificato
• Il vantaggio rispetto all‟istruzione return è che può
essere usata all‟interno di qualsiasi funzione, non solo
del main

void exit(int value) ;

302

Esercizio 1

• Scrivere un programma che legga sulla linea di
comando due interi N e D, e stampi tutti i numeri minori
o uguali ad N divisibili per D

303

#include <stdio.h>
main(int argc, char* argv[]) {
int N, D, i;
if (argc != 3) {
fprintf(stderr,”Numero argomenti non validon”);
return 1;
}
if (argv[1] != NULL) N = atoi(argv[1]);
if (argv[2] != NULL) D = atoi(argv[2]);

for (i=1;i<=N;i++) {
Altrimenti le operazioni
if ((i % D) == 0) {
successive operano su
printf(”%dn”,i);
stringhe = NULL
}
}
}

304

Esercizio 2

• Scrivere un programma m2m che legga da input un
testo e converta tutte le lettere maiuscole in minuscole e
viceversa, a seconda dei flag specificati sulla linea di
comando
-l, -L conversione in minuscolo
-u, -U conversione in maiuscolo
Un ulteriore flag -h permette di stampare un help

• Utilizzo:
m2m –l
m2m -L
m2m –u
m2m -U
m2m -h

305

#include <stdio.h>

int lowercase = 0, uppercase = 0;

for (i=1; i<argc; i++)
{
switch (argv[i][1]) {
case „l‟:
case „L‟:
lowercase = 1;
break;
case „u‟:
case „U‟:
uppercase = 1;
break;
case „h‟:
printf(“Uso: m2m [-luh]n”);
}
}
...
}
306

Esercizio 3

• Scrivere un frammento di codice che gestisca gli
argomenti sulla linea di comando per un programma
TEST.EXE il cui comando ha la seguente sintassi:
TEST.EXE [-a][-b] <nome file>
- I flag –a e –b sono opzionali (e possono essere in un ordine
qualunque)
- L‟ultimo argomento (<nome file>) è obbligatorio (ed è sempre
l‟ultimo)

- Esempi validi di invocazione:
TEST.EXE <nome file>
TEST.EXE –a <nome file>
TEST.EXE –b <nome file>
TEST.EXE –a -b <nome file>
TEST.EXE –b -a <nome file>

307

int i, aflag=0, bflag=0;
char filename[80];

if (argc >= 2) { /* almeno due argomenti */
/* copiamo in una stringa, verra‟ aperto dopo */
strcpy (filename, argv[argc-1]);

/* processiamo gli altri (eventuali argomenti) */
for (i=1; i<= argc-1; i++) {
if (argv[i][0] == '-') {/* e‟ un flag */
switch (argv[i][1]) {
case 'a':
aflag = 1; break;
case 'b':
bflag = 1; break;
default:
fprintf(stderr,"Opzione non corretta.n");
}
}

308


}
else {
/* Non e‟ un flag. Esce dal programma */
fprintf(stderr,"Errore di sintassi.n");
return;
}
}
}
else {
/* sintassi errata. Esce dal programma */
fprintf(stderr,"Errore di sintassi.n");
return;
}
}

309

Settimana n.10

Obiettivi Contenuti
• Strutture • Struct. Operatore “.”
• Vettori di strutture • Definizione vettori di struct
• Definizione di struct
contenenti vettori (es.
stringhe)

310

Tipi aggregati

• In C, è possibile definire dati composti da elementi
eterogenei (detti record), aggregandoli in una singola
variabile
- Individuata dalla keyword struct

• Sintassi (definizione di tipo):

struct <identificatore> {
campi
};

I campi sono nel formato:
<tipo> <nome campo>;

312

Aggregato di dati eterogenei

• Più informazioni eterogenee possono essere unite come
parti (campi) di uno stesso dato dato (aggregato)

studente

cognome: Rossi
nome: Mario
matricola: 123456 media: 27.25

313

struct

• Una definizione di struct equivale ad una definizione di
tipo

• Successivamente, una struttura può essere usata come
un tipo per dichiarare variabili

• Esempio:
struct complex {
double re;
double im;
}
...
struct complex num1, num2;

314

struct: Esempi

struct complex {
double re;
double im;
}

struct identity {
char nome[30];
char cognome[30];
char codicefiscale[15];
int altezza;
char statocivile;
}
315

Accesso ai campi di una struct

• Una struttura permette di accedere ai singoli campi
tramite l‟operatore „.‟, applicato a variabili del
corrispondente tipo struct
<variabile>.<campo>
• Esempio:
struct complex {
double re;
double im;
}
...
struct complex num1, num2;
num1.re = 0.33; num1.im = -0.43943;
num2.re = -0.133; num2.im = -0.49;

316

Definizione di struct come tipo

• E‟ possibile definire un nuovo tipo a partire da una
struct tramite la direttiva typedef
- Passabile come parametro
- Indicizzabile in vettori

• Sintassi:
typedef <tipo> <nome nuovo tipo>;

• Esempio:
typedef struct complex {
double re;
double im; compl z1,z2;
} compl;

317

Definizione di struct come tipo (Cont.)

• Passaggio di struct come argomenti
int f1 (compl z1, compl z2)

• struct come risultato di funzioni
compl f2(.....)

• Vettore di struct
compl lista[10];

• Nota:
La direttiva typedef è applicabile anche non alle strutture per
definire nuovi tipi
- Esempio: typedef unsigned char BIT8;

318

Operazioni su struct

• Confronto:
- Non è possibile confrontare due variabili dello stesso tipo di struct
usando il loro nome
• Esempio:
compl s1, s2  s1==s2 o s1!=s2 è un errore di sintassi
- Il confronto deve avvenire confrontando i campi uno ad uno
• Esempio:
compl s1, s2 (s1.re == s2.re) && (s1.im == s2.im)

• Inizializzazione:
- Come per i vettori, tramite una lista di valori tra {}
• Esempio:
compl s1 = {0.1213, 2.655};

- L‟associazione è posizionale: In caso di valori mancanti, questi vengono
inizializzati a:
• 0, per valori “numerici”
• NULL per puntatori

319

Esercizio 1

• Data la seguente struct:
struct stud {
char nome[40];
unsigned int matricola;
unsigned int voto;
}
- Si definisca un corrispondente tipo studente
- Si scriva un main() che allochi un vettore di 10 elementi e che
invochi la funzione descritta di seguito
- Si scriva una funzione ContaInsufficienti() che riceva come
argomento il vettore sopracitato e ritorni il numero di studenti che
sono insufficienti

320

#include <stdio.h>

#define NSTUD 10

typedef struct stud {
char nome[40];
unsigned int matricola;
unsigned int voto;
}studente;

int ContaInsufficienti(studente vett[], int dim); /*
prototipo */

321

main()
{
int i, NumIns;
studente Lista[NSTUD];
/* assumiamo che il programma riempia
con valori opportuni la lista */
NumIns = ContaInsufficienti(Lista, NSTUD);
printf("Il numero di insufficienti e': %d.n", NumIns);
}
int ContaInsufficienti(studente s[], int numstud)
{
int i, n=0;
for (i=0; i<numstud; i++) {
if (s[i].voto < 18)
n++;
}
return n;
}

322

Esercizio 2

• Data una struct che rappresenta un punto nel piano
cartesiano a due dimensioni:
struct point {
double x;
double y;
};
ed il relativo tipo typedef struct point Point; scrivere le
seguenti funzioni che operano su oggetti di tipo Point:
- double DistanzaDaOrigine (Point p);
- double Distanza (Point p1, Point p2);
- int Quadrante (Point p); /* in quale quadrante */
- int Allineati(Point p1, Point p2, Point p3);
/* se sono allineati */
- int Insterseca(Point p1, Point p2);
/* se il segmento che ha per estremi p1 e p2
interseca un qualunque asse*/

323

double DistanzaDaOrigine (Point p)
{
return sqrt(p.x*p.x + p.y*p.y);
}

double Distanza (Point p1, Point p2)
{
return sqrt((p1.x-p2.x)*(p1.x-p2.x) +
(p1.y-p2.y)*(p1.y-p2.y));
}

int Quadrante (Point p)
{
if (p.x >= 0 && p.y >= 0) return 1;
if (p.x <= 0 && p.y >= 0) return 2;
if (p.x <= 0 && p.y <= 0) return 3;
if (p.x >= 0 && p.y <= 0) return 4;
}

324

int Allineati (Point p1, Point p2, Point p3)
{
double r1, r2;
/* verifichiamo che il rapporto tra y e x
delle due coppie di punti sia identico */
r1 = (p2.y-p1.y)/(p2.x-p1.x);
r2 = (p3.y-p2.y)/(p3.x-p2.x);
if (r1 == r2)
return 1;
else
return 0;
}
int Interseca(Point p1, Point p2)
{
/* verifichiamo se sono in quadranti diversi */
if (Quadrante(p1) == Quadrante(p2))
return 0;
else
return 1;
}

325

Settimana n.11

Obiettivi Contenuti
• File di testo • Concetto di file e funzioni
• Input/output robusto fopen/fclose
• Funzioni fgets+sscanf
• Approfondimenti su scanf
(inclusi tutti i tipi scalari)
• La funzione sscanf e
lettura “robusta” da file
• Elaborazione di file “on the
fly” (senza acquisirli in
memoria)

326

Rango delle espressioni aritmetiche
• In C, è possibile lavorare con operandi non dello stesso tipo

• Le operazioni aritmetiche avvengono dopo aver promosso tutti gli
operandi al tipo di rango più alto:

_Bool
char
short
unsigned short
int
unsigned int
long
unsigned long
long long
unsigned long long
float
double
long double

327

Operatori di cast

• In alcuni casi, può essere necessario convertire esplicitamente
un‟espressione in uno specifico tipo
- Quando le regole di conversione automatica non si applicano
- Esempio: int i; double d;
l‟assegnazione i = d; fa perdere informazione

• Sintassi:
„(‟ <tipo> „)‟ <espressione>;
- Significato: Forza <espressione> ad essere interpretata come se fosse
di tipo <tipo>

• Esempio:
...
double f;
f = (double) 10;

328

Operatori di cast: Esempio
#include <stdio.h>

main()
{
int a, b;

scanf(“%d”,&a);
printf(“Dammi un numero intero (B): ”);
scanf(“%d”,&b);
if(b==0)
printf(“Errore: divisione per zero!!n”);
else
printf(“A / B = %fn”, ((float)a)/b);
}
329

Vista d‟insieme dei formati di file

File

File binario File ASCII

Formato Formato Testo Testo Linguaggio
“proprietario” “standard” puro formattato formale

.doc .pdf .txt .html .c

.psd .zip .csv .xml

.xls .jpeg .rtf .java

331

File sequenziali

• Il modo più comune per realizzare I/O da file consiste
nell‟utilizzo del cosiddetto accesso bufferizzato
- Informazioni prelevate dal file attraverso una memoria interna al
sistema (detta buffer)

• Vantaggi:
- Livello di astrazione più elevato
- Possibilità di I/O formattato

• I/O non bufferizzato:
- Accesso diretto a livello binario un carattere per volta

332

File sequenziali (Cont.)

• Il C vede i file come un flusso (stream) sequenziale di
byte
- Nessuna struttura particolare:
La strutturazione del contenuto è a carico del programmatore
- Carattere terminatore alla fine del file: EOF

Byte 0 1 2 …. N-1
… EOF

• NOTA: L‟accesso sequenziale implica l‟impossibilità di:
- Leggere all‟indietro
- Saltare ad uno specifico punto del file

333

• Accesso tramite una variabile di tipo FILE*

• Definita in stdio.h

• Dichiarazione:
FILE* <file>;
FILE* contiene un insieme di variabili che permettono l‟accesso per
“tipi”

• Al momento dell‟attivazione di un programma vengono
automaticamente attivati tre file:
- stdin
- stdout
- stderr

334


• La struttura dati FILE contiene vari campi:

- short level; /* Fill/empty level of buffer */
- unsigned flags; /* File status flags */
- char fd; /* File descriptor */
- unsigned char hold; /* Ungetc char if no buffer */
- short bsize; /* Buffer size */
- unsigned char *buffer; /* Data transfer buffer */
- unsigned char *curp; /* Current active pointer */
- unsigned istemp; /* Temporary file indicator */
- short token; /* Used for validity checking */

335


• stdin è automaticamente associato allo standard input
(tastiera)

• stdout e stderr sono automaticamente associati allo
standard output (video)

• stdin,stdout,stderr sono direttamente utilizzabili
nelle istruzioni per l‟accesso a file
- In altre parole, sono delle variabili predefinite di tipo FILE*

336

File: Operazioni

• L‟uso di un file passa attraverso tre fasi fondamentali
- Apertura del file
- Accesso al file
- Chiusura del file

• Prima di aprire un file occorre dichiararlo!

337

Stati di un file

Directory Apertura del file Stream
Nome file Posizione attuale
Lettura / Scrittura
Testo / Binario
File aperto
File chiuso
Risiede su disco,
Risiede su disco, il programma ha
il programma non accesso al suo
ha accesso al suo contenuto
contenuto attraverso lo
stream associato
Chiusura del file

338

Apertura di un file

• Per accedere ad un file è necessario aprirlo:

- Apertura:
Connessione di un file fisico (su disco) ad un file logico (interno al
programma)

• Funzione:
FILE* fopen(char* <nomefile>, char* <modo>);

<nomefile>: Nome del file fisico

339

Apertura di un file (Cont.)

- <modo>: Tipo di accesso al file
• “r”: sola lettura
• “w”: sola scrittura (cancella il file se esiste)
• “a”: append (aggiunge in coda ad un file)
• “r+”: lettura/scrittura su file esistente
• “w+”: lettura/scrittura su nuovo file
• “a+”: lettura/scrittura in coda o su nuovo file

- Ritorna:
• Il puntatore al file in caso di successo
• NULL in caso di errore

340

Chiusura di un file

• Quando l‟utilizzo del file fisico è terminato, è consigliabile
chiudere il file:
- Chiusura:
Cancellazione della connessione di un file fisico (su disco) ad un
file logico (interno al programma)

• Funzione:
int fclose(FILE* <file>);

<file>: File aperto in precedenza con fopen()
- Ritorna:
• 0 se l‟operazione si chiude correttamente
• EOF in caso di errore

341

Apertura e chiusura di un file: Esempio
FILE *fp; /* variabile di tipo file */
...

/* apro file „testo.dat‟ in lettura *
fp = fopen(“testo.dat”,“r”);

if (fp == NULL)
printf(“Errore nell‟aperturan”);
else
{
/* qui posso accedere a „testo.dat‟ usando fp */
}
...
fclose(fp);
342

Lettura di un file

Apertura del file Leggi riga /
Leggi carattere

File aperto in File aperto in
lettura lettura

Posizione iniziale Posizione intermedia
(primo carattere) (n-esimo carattere)

File aperto in
Condizione
end-of-file lettura
Leggi riga /
Posizione finale Leggi carattere
Chiusura del file (ultimo carattere)
343

Scrittura di un file

Apertura del file Scrivi riga /
Scrivi carattere

File aperto in Scrivi riga /
Scrivi carattere
scrittura

Posizione iniziale
(primo carattere) File aperto in
scrittura

La posizione intermedia Posizione intermedia
diviene posizione finale (n-esimo carattere)

Chiusura del file
344

Aggiunta ad un file

Apertura del file Scrivi riga /
Scrivi carattere

File aperto in Scrivi riga /
Scrivi carattere
aggiunta

Posizione finale File aperto in
(ultimo carattere) aggiunta

Posizione intermedia
La posizione intermedia (n-esimo carattere
diviene posizione finale dopo l‟ultimo)

Chiusura del file
345

Lettura a caratteri

• Lettura:
- int getc (FILE* <file>);
- int fgetc (FILE* <file>);
• Legge un carattere alla volta dal file
• Restituisce il carattere letto o EOF in caso di fine file o errore

• NOTA: getchar() equivale a getc(stdin)

346

Scrittura a caratteri

• Scrittura:
- int putc (int c, FILE* <file>);
- int fputc (int c, FILE* <file>);
• Scrive un carattere alla volta nel file
• Restituisce il carattere scritto o EOF in caso di errore

• NOTA: putchar(…) equivale a putc(…,stdout)

347

Lettura a righe

• Lettura:
char* fgets(char* <s>,int <n>,FILE* <file>);
- Legge una stringa dal file fermandosi al più dopo n-1 caratteri
- L‟eventuale „n‟ NON viene eliminato (diverso da gets !)
- Restituisce il puntatore alla stringa letta o NULL in caso di fine file
o errore

• NOTA: gets(…) “equivale” a fgets(…,stdin)

348

Scrittura a righe

• Scrittura:
int fputs(char* <s>, FILE* <file>);
- Scrive la stringa <s> nel senza aggiungere „n‟
(diverso da puts !)
- Restituisce l‟ultimo carattere scritto, oppure EOF in caso di errore

• NOTA: puts(…) “equivale” a fputs(…,stdout)

349

Lettura formattata

• Lettura:
int fscanf(FILE* <file>,char* <formato>,...);
- Come scanf(), con un parametro addizionale che rappresenta
un file
- Restituisce il numero di campi convertiti, oppure EOF in caso di
fine file

• NOTA: scanf(…) “equivale” a fscanf(stdin,…)

350

Scrittura formattata

• Scrittura:
int fprintf(FILE* <file>,char* <formato>,...);
- Come printf(), con un parametro addizionale che rappresenta
un file
- Restituisce il numero di byte scritti, oppure EOF in caso di errore

• NOTA: printf(…) “equivale” a
fprintf(stdout,…)

351

Altre funzioni

• FILE* freopen(char* <nomefile>,char* <modo>);
- Come fopen, ma si applica ad un file già esistente
- Restituisce il puntatore al file oppure NULL

• int fflush(FILE* <file>);
- “Cancella” il contenuto di un file
- Restituisce 0 se termina correttamente oppure EOF

• int feof(FILE* <file>);
- Restituisce falso (0) se il puntatore NON è posizionato alla fine del
file
- Restituisce vero (!0) se il puntatore è posizionato alla fine del file

352

Posizionamento in un file

• Ad ogni file è associato un buffer ed un “puntatore”
all‟interno di questo buffer

• La posizione del puntatore può essere manipolata con
alcune funzioni

• Più utile:
void rewind (FILE* <file>)
- Posiziona il puntatore all‟inizio del file
- Utile per “ripartire” dall‟inizio nella scansione di un file

353

Schema generale di lettura da file

leggi un dato dal file;
finchè (non è finito il file)
{
elabora il dato;
leggi un dato dal file;
}

• La condizione “non è finito il file” può essere
realizzata in vari modi:
- Usando i valori restituiti dalle funzioni di input (consigliato)
- Usando la funzione feof()

354

Esempio 1

• Lettura di un file formattato (esempio: Un intero per riga)
- Uso dei valori restituiti dalle funzioni di input (fscanf)

res = fscanf (fp, “%d”, &val);
while (res != EOF)
{
elabora val;
res = fscanf (fp, “%d”, &val);
}

355

Esempio 1 (Cont.)

• Versione “compatta” senza memorizzare il risultato di
fscanf()
- Usiamo fscanf() direttamente nella condizione di fine input

while (fscanf (fp,“%d”,&val) != EOF)
{
elabora val;
}

356

Esempio 2

• Lettura di un file formattato (esempio: Un intero per riga)
- Uso di feof()

fscanf (fp, “%d”, &val);
while (!feof(fp))
{
elabora val;
fscanf (fp, “%d”, &val);
}

357

Esempio 3

• Lettura di un file non formattato
- Uso dei valori restituiti dalle funzioni di input (getc)

c = getc(fp);
while (c != EOF)
{
elabora c; Versione 1
c = getc(fp);
}

while ((c=getc(fp))!= EOF)
{
elabora c; Versione 2
}

358

Esempio 4

• Lettura di un file non formattato
- Uso dei valori restituiti dalle funzioni di input (fgets)

s = fgets(s,80,fp);
while (s != NULL)
{ Versione 1
elabora s;
s = fgets(s,80,fp);
}

while ((s = fgets(s,80,fp))!= NULL)
{
elabora s; Versione 2
}

359

Esercizio

• Leggere un file “estremi.dat” contenente coppie di
numeri interi (x,y), una per riga e scrivere un secondo file
“diff.dat” che contenga le differenze x-y, una per riga

• Esempio:

File 1 File 2

23 32 -9
2 11 -9
19 6 13
23 5 18
3 2 1
… … …

360

Esercizio: Soluzione
#include <stdio.h>

main() {
FILE *fpin, *fpout;
int x,y;
/* apertura del primo file */
if ((fpin = fopen(“estremi.dat”,”r”)) == NULL)
{
fprintf(stderr,”Errore nell‟aperturan”);
return 1;
}

361

Esercizio: Soluzione (Cont.)
/* apertura del secondo file */
if ((fpout = fopen(“diff.dat”,”w”)) == NULL)
{
fprintf(stderr,”Errore nell‟aperturan”);
return 1;
}
/* input */
while (fscanf(fpin,”%d %d”,&x,&y) != EOF)
{
/* ora ho a disposizione x e y */
fprintf(fpout,”%dn”,x-y);
}
fclose (fpin);
fclose (fpout);
}

362

Avvertenza

• In generale, è errato tentare di memorizzare il contenuto
di un file in un vettore
- La dimensione (numero di righe o di dati) di un file non è quasi
mai nota a priori
- Se la dimensione è nota, tipicamente è molto grande!

363

Formattazione dell‟output

• L‟output (su schermo o su file) viene formattato
solitamente mediante la funzione printf (o fprintf)
• Ogni dato viene stampato attraverso un opportuno
specificatore di formato (codici %)
• Ciascuno di questi codici dispone di ulteriori opzioni per
meglio controllare la formattazione
- Stampa incolonnata
- Numero di cifre decimali
- Spazi di riempimento
- ...

364


Tipo printf
char %c %d
int %d
short int %hd %d
long int %ld
unsigned int %u %o %x
unsigned short int %hu
unsigned long int %lu
float %f %e %g
double %f %e %g
char [] %s
365

Forma completa degli specificatori (1)

-
precision
+
.
width *

% format

# *

0

366


-
precision
+
.
width *

% format

# *

0

Specificatore di
% obbligatorio formato
Modificatori obbligatorio
opzionali
367


-
precision
+
.
width *

% format

# *

0

Specificatori già
noti

368


-
precision
+
.
width *

% format

# *

0 Lunghezza totale:
numero minimo di
caratteri stampati

369

Esempi

Istruzione Risultato
printf("%d", 13) ; 13
printf("%1d", 13) ; 13
printf("%3d", 13) ; ␣13
printf("%f", 13.14) ; 13.140000
printf("%6f", 13.14) ; 13.140000
printf("%12f", 13.14) ; ␣␣␣13.140000
printf("%6s", "ciao") ; ␣␣ciao

370

Forma completa degli specificatori

-
precision
+
.
width *

% format

# * Minimo numero di caratteri
%d totali (eventualmente
0 aggiunge 0 a sinistra)
Numero massimo di cifre
Precisione %f
dopo la virgola
(dipende...)
Massimo numero di caratteri
%s (stringhe più lunghe vengono
troncate)
371

Esempi (1/2)

printf("%.1d", 13) ; 13
printf("%.4d", 13) ; 0013
printf("%6.4d", 13) ; ␣␣0013
printf("%4.6d", 13) ; 000013

printf("%.2s", "ciao") ; ci
printf("%.6s", "ciao") ; ciao
printf("%6.3s", "ciao") ; ␣␣␣cia

372

Esempi (2/2)

printf("%.2f", 13.14) ; 13.14
printf("%.4f", 13.14) ; 13.1400
printf("%6.4f", 13.14) ; 13.1400
printf("%9.4f", 13.14) ; ␣␣13.1400

373


-
precision
+
.
width *

% format

# *
- Allinea a sinistra anziché a destra
Aggiungi il segno anche davanti ai
0 + numeri positivi
Aggiungi spazio davanti ai numeri
_ positivi
Riempimento e 0 Aggiungi 0 iniziali fino a width
allineamento
# Formato alternativo (dipende...)
374

Esempi (1/2)

printf("%6d", 13) ; ␣␣␣␣13
printf("%-6d", 13) ; 13␣␣␣␣
printf("%06d", 13) ; 000013

printf("%6s", "ciao") ; ␣␣ciao
printf("%-6s", "ciao") ; ciao␣␣

375

Esempi (2/2)

printf("%d", 13) ; 13
printf("%d", -13) ; -13
printf("%+d", 13) ; +13
printf("%+d", -13) ; -13
printf("% d", 13) ; ␣13
printf("% d", -13) ; -13

376

Approfondimenti su scanf

• Tipologie di caratteri nella stringa di formato
• Modificatori degli specificatori di formato
• Valore di ritorno
• Specificatore %[]

377

Stringa di formato (1/2)

• Caratteri stampabili:
- scanf si aspetta che tali caratteri compaiano esattamente
nell‟input
- Se no, interrompe la lettura
• Spaziatura (“whitespace”):
- Spazio, tab, a capo
- scanf “salta” ogni (eventuale) sequenza di caratteri di spaziatura
- Si ferma al primo carattere non di spaziatura (o End-of-File)

378

Stringa di formato (2/2)

• Specificatori di formato (%-codice):
- Se il codice non è %c, innanzitutto scanf “salta” ogni eventuale
sequenza di caratteri di spaziatura
- scanf legge i caratteri successivi e cerca di convertirli secondo il
formato specificato
- La lettura si interrompe al primo carattere che non può essere
interpretato come parte del campo

379


Tipo scanf
char %c
int %d
short int %hd
long int %ld
unsigned int %u %o %x
unsigned short int %hu
unsigned long int %lu
float %f
double %lf
char [] %s %[...]
380


* width

% format

Specificatore di
% obbligatorio Modificatori formato
opzionali obbligatorio

381


* width

% format

Specificatori già
noti
% obbligatorio

382


* width

% format

Numero massimo di
caratteri letti per questa
conversione

383

Esempi

Istruzione Input Risultato
scanf("%d", &x) ; 134xyz x = 134
scanf("%2d", &x) ; 134xyz x = 13
scanf("%s", v) ; 134xyz v = "134xyz"
scanf("%2s", v) ; 134xyz v = "13"

384


* width

% format

Leggi questo campo,
ma non memorizzarlo
in alcuna variabile

385

Esempi

Istruzione Input Risultato
scanf("%d %s", &x, v) ; 10 Pippo x = 10
v = "Pippo"
scanf("%s", v) ; 10 Pippo x immutato
v = "10"
scanf("%*d %s", v) ; 10 Pippo x immutato
v = "Pippo"

386

Valore di ritorno

• La funzione scanf ritorna un valore intero:
- Numero di elementi (%) effettivamente letti
• Non conta quelli “saltati” con %*
• Non conta quelli non letti perché l‟input non conteneva i caratteri
desiderati
• Non conta quelli non letti perché l‟input è finito troppo presto
- End-of-File per fscanf
- Fine stringa per sscanf
- EOF se l‟input era già in condizione End-of-File all‟inizio della
lettura

387

Lettura di stringhe

• La lettura di stringhe avviene solitamente con lo
specificatore di formato %s
- Salta tutti i caratteri di spaziatura
- Acquisisci tutti i caratteri seguenti, fermandosi al primo carattere
di spaziatura (senza leggerlo)
• Qualora l‟input dei separatori diversi da spazio, è possibile
istruire scanf su quali siano i caratteri leciti, mediante lo
specificatore %[pattern]

388

Struttura di un pattern

^ - carattere

% [ carattere ]

389

Esempi

Pattern Effetto
%[r] Legge solo sequenze di 'r'
%[abcABC] Legge sequenze composte da a, b, c, A, B, C, in
qualsiasi ordine e di qualsiasi lunghezza
%[a-cA-C] Idem come sopra
%[a-zA-Z] Sequenze di lettere alfabetiche
%[0-9] Sequenze di cifre numeriche
%[a-zA-Z0-9] Sequenze alfanumeriche
%[^x] Qualunque sequenza che non contiene 'x'
%[^n] Legge fino a file riga
%[^,;.!? ] Si ferma alla punteggiatura o spazio

390

Settimana n.12

Obiettivi Contenuti
• Uso più avanzato dei File • Elaborazione di file
acquisendone il contenuto in
una serie di vettori paralleli o
in un vettore di struct
• Lettura/scrittura di più file
aperti contemporaneamente
• Programmi che operano
come “filtri” su file
• Cenno alla allocazione
dinamica di un vettore

391

Allocazione dinamica
della memoria

Allocazione statica

• Il C permette di allocare esclusivamente variabili in un
numero predefinito in fase di definizione (allocazione
statica della memoria):

- Variabili scalari: Una variabile alla volta

- Vettori: N variabili alla volta (con N valore costante)

393

Allocazione statica: Esempio

#define MAX 1000
vett è dimensionato in eccesso, in
modo da soddisfare in ogni caso le
struct scheda { esigenze del programma, anche se
int codice; questo usa un numero minore di
elementi. Quindi in ogni caso vett
char nome[20]; sarà composto da 1000 elementi da
char cognome[20]; 42 byte ciascuno, occupando cioè
42.000 byte
};

struct scheda vett[MAX];

394

Memoria dinamica

• Questa limitazione può essere superata allocando
esplicitamente la memoria (allocazione dinamica della
memoria):

- Su richiesta:
• Il programma è in grado di determinare, ogni volta che è lanciato, di
quanta memoria ha bisogno

- Per quantità definite al tempo di esecuzione:
• Il programma usa ad ogni istante soltanto la memoria di cui ha
bisogno, provvedendo periodicamente ad allocare la quantità di
memoria da usare e a liberare (deallocare) quella non più utilizzata
• In tal modo si permette ad eventuali altri processi che lavorano in
parallelo sullo stesso sistema di meglio utilizzare la memoria
disponibile

395

Memoria dinamica (Cont.)

• L‟allocazione dinamica assegna memoria ad una variabile
in un‟area apposita, fisicamente separata da quella in cui
vengono posizionate le variabili dichiarate staticamente

• Concettualmente:
- Mappa di memoria di Istruzioni e dati
un programma allocati
staticamente

Memoria

Dati allocati Memoria
dinamicamente dinamica

396

Memoria dinamica: malloc

• La memoria viene allocata dinamicamente tramite la
funzione malloc()

• Sintassi:
void* malloc(<dimensione>)

<dimensione>: Numero (intero) di byte da allocare

- Valore di ritorno:
Puntatore a cui viene assegnata la memoria allocata
• In caso di errore (esempio, memoria non disponibile), ritorna NULL
• NOTA:
Dato che viene ritornato un puntatore void*, è obbligatorio
forzare il risultato al tipo del puntatore desiderato

397

Memoria dinamica: malloc (Cont.)

• Esempio:
char *p;
p = (char*)malloc(10); // Alloca 10 caratteri a p

• L‟allocazione dinamica permette di superare la limitazione
del caso statico

• Esempio:
int n;
char p[n]; // Errore!!

int n;
char *p = (char*) malloc (n); // OK!!!

398

malloc: Esempio

int *punt; Richiede l‟allocazione di una
int n; zona di memoria di n byte.
…
punt = (int *)malloc(n);
Trasforma il puntatore generico
if (punt == NULL) ritornato da malloc in un
puntatore a int.
{
printf (“Errore di allocazionen”);
exit();
} Verifica che l‟allocazione sia
avvenuta regolarmente.
…

399

Settimana n.13

Obiettivi Contenuti
• Preparazione all‟esame • Svolgimento temi d‟esame

400

Settimana n.14

Obiettivi Contenuti
• Preparazione all‟esame • Svolgimento temi d‟esame

401

Programmazione in C (corso 12BHD Informatica)

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