Gli array Libro cap. 6 Moreno Marzol a Dipartimento di Informatica Scienza e Ingegneria (DISI) Università di Bologna

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1 Gli array Libro cap. 6 Moreno Marzolla Dipartimento di Informatica Scienza e Ingegneria (DISI) Università di Bologna

2 Array 2

3 Ringraziamenti prof. Stefano Mizzaro, Università di Udine Array 3

4 Scalare Gli array Un nome a cui è associato un singolo valore di un determinato tipo Array Un nome a cui sono associati più valori dello stesso tipo Ogni valore ha una sua posizione all'interno dell'array Un array di N elementi ha posizioni etichettate come 0, 1, N - 1 Il primo elemento dell'array si trova in posizione 0. x è una variabile scalare di tipo double il cui valore è x a E a è un array di 6 elementi di tipo double, le cui posizioni Array sono etichettate come 0, 1,

5 Esempio Programma che deve memorizzare 10 valori di temperatura Uso 10 variabili double temperatura1, temperatura2,..., temperatura10?? No, uso un array temperature di 10 elementi di tipo double Posso accedere ad ogni singolo valore tramite la posizione temperature Array 5

6 #include <stdio.h> In C int main( void ) { double temperature[10]; temperature[0] = 20.5; temperature[1] = 20.0; temperature[2] = 19.8; temperature[3] = 19.4; temperature[4] = 20.4; /* */ printf("%f\n", temperature[4]); /* */ temperature[5] = temperature[1]; temperature[6] = temperature[5]+1; temperature[7] = temperature[5+1]; /* */ return 0; temperature Array

7 Vantaggio degli array Gestione uniforme Ad es., per azzerare tutte le temperature temperature[0] = 0.0; temperature[1] = 0.0; temperature[2] = 0.0;... temperature[9] = 0.0; Anziché fare questo... int i; for (i=0; i<10; i++) { temperature[i] = 0.0;...possiamo fare questo Array 7

8 Gestione uniforme Calcolare la media delle temperature double temperature[10]; double somma = 0.0; int i;... for (i = 0; i < 10; i++) { somma = somma + temperature[i]; printf("media=%f\n", somma/10); Fatelo con le 10 variabili e poi fatelo per 100 NB: la dimensione dell'array compare più volte (il letterale 10...); vedremo più avanti come migliorare Array 8

9 Variable-length arrays C99 consente di dichiarare array la cui dimensione è contenuta in una variabile La variabile deve essere dichiarata (quindi visibile) prima della dichiarazione dell'array Una volta creato l'array, la sua dimensione rimane fissa /* OK sia in C99 che in ANSI C: a e' un array di 20 int, b e' un array di 10 int; il contenuto iniziale degli array e' indefinito */ int a[20], b[10]; /* OK in C99 (non ammesso in ANSI C): c e' un array di 20 elementi; il suo contenuto iniziale e' indefinito */ int N = 20; int c[n]; /* OK in C99 (non ammesso in ANSI C): d e' un array di 30 elementi; il suo contenuto iniziale e' indefinito */ const int K = 30; int d[k]; Array 9

10 Dichiarazione A differenza di altri linguaggi (es., Java), la lunghezza di un array in C non è associata all'array Non c'è un modo generale per ricavare la lunghezza di un array sapendo il suo nome In certi casi si può usare l'idioma seguente: int giorni[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31; const int ngiorni = sizeof(giorni)/sizeof(giorni[0]); /* OK: ngiorni vale 12 */ Come soluzione migliore, può essere utile usare un simbolo per tenere traccia della dimensione dell'array Array 10

11 Esempio Avete scritto un programma per gestire un array di 10 elementi #include <stdio.h> int main( void ) { int v[10], i; for (i=0; i<10; i++) { v[i] = i*i; /* */ for (i=0; i<10; i++) { printf("v[%d]=%d\n", i, v[i]); return 0; Array 11

12 Esempio...Poi, un bel giorno, qualcuno vi chiede di modificare il programma per funzionare con un array di 20 elementi #include <stdio.h> int main( void ) { int v[20], i; for (i=0; i<20; i++) { v[i] = i*i; /* */ for (i=0; i<10; i++) { printf( v[%d]=%d\n, i, v[i]); return 0;...così dovete andare a caccia di tutti i punti nel codice in cui usate il vecchio valore, per sostituirlo con il nuovo (che succede se ve ne dimenticate qualcuna?) Array 12

13 Soluzione Memorizzo la lunghezza di un array in un simbolo N N non è né una costante né una variabile Il compilatore vero e proprio non vede N: il simbolo viene sostituito prima della compilazione con la sua definizione Questa soluzione funziona sia con ANSI C che con C99 #include <stdio.h> #define N 10 int main( void ) { int v[n], i; for (i=0; i<n; i++) { v[i] = i*i; /* */ for (i=0; i<n; i++) { printf("v[%d]=%d\n", i, v[i]); return 0; Array 13

14 Fasi di compilazione #define N 10 int main( void ) { int a = N - 1; int v[n]; return 0; Preprocessore GCC int main( void ) { int a = 10-1; int v[10]; return 0; Compilatore Linker Array 14

15 Inizializzazione /* OK: pero' il contenuto iniziale dell'array e' indefinito */ int giornimese[12]; /* OK: calcola la lunghezza automaticamente */ int giornimese[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31; /* OK: lunghezza data esplicitamente */ int giornimese[12] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31; /* OK: pero' giornimese[2], giornimese[11] sono inizializzati a 0 */ int giornimese[12] = {31,28; /* NON OK: warning: excess elements in array initializer */ int prova[3] = {10, 30, 20, 20; /* NON OK: errore: i variable-length arrays non possono essere inzializzati */ const int n = 3; int prova[n] = {10, 20, 30;.. Array 15

16 Uso Per accedere all'elemento si usano le [] e l'indice (posizione) dell'elemento L'indice deve essere una espressione di tipo int Ricordare che l indice del primo elemento è 0 (zero) /* Cosa fa questo frammento di codice? */ int a[] = {3, 1, 7, 2, 2; int i; for (i=1; i<5; i++) { a[i] = a[i-1] + a[i]; Array 16

17 Gli esseri umani contano partendo da uno I computer contano partendo da zero Array 17

18 Esempi / 1 Dato un array a[n] di int: Azzerare a[] (assegnare zero a tutti gli elementi di a) for (i = 0; i < N; i++) { a[i] = 0; Assegnare 0, 1, 2, agli elementi di a[] for (i = 0; i < N; i++) { a[i] = i; Incrementare di 1 ogni elemento di a[] for (i = 0; i < N; i++) { a[i] = a[i] + 1; Array 18

19 Esempi / 2 Assegnare 1 agli elementi di a[] di indice dispari e 2 a quelli di indice pari for (i = 0; i < N; i++) [ if (i % 2!= 0) { a[i] = 1; else { a[i] = 2;...oppure... for (i = 0; i < N; i++) { a[i] = ( (i % 2!= 0)? 1 : 2 ); Array 19

20 Attenzione... Attenzione alle soluzioni troppo "astute" for (i = 0; i < N; i = i+2) { a[i] = 2; a[i+1] = 1; SBAGLIATO for (i = 0; i < N-1; i = i+2) { a[i] = 2; a[i+1] = 1; SBAGLIATO for (i = 0; i < N; i = i+2) { a[i] = 2; if ( i+1<n ) { a[i+1] = 1; CORRETTO ma contorto... Array 20

21 Esercizi [Facile] Dato un array di interi di lunghezza N 2, determinare i due valori più piccoli Dato un array di interi di lunghezza N 1, determinare se esiste un valore che compare esattamente 3 volte. Dato un array di interi di lunghezza N 1, determinare se l'array è ordinato in senso crescente oppure no Array 21

22 Array bidimensionali (matrici) Dichiarazione usando doppie parentesi quadre double t[13][32] Il primo è il numero di righe, il secondo il numero di colonne Doppio indice t[12][2] Il primo è indice di riga, il secondo di colonna Primo indice (indice di riga) Secondo indice (indice di colonna) t[12][2] Array 22

23 Lavorare su matrici Data una matrice m[10][30] di int, assegnare 1 a tutti gli elementi int m[10][30]; int i, j; for (i = 0; i < 10; i++) { for (j = 0; j < 30; j++) { m[i][j] = 1; Array 23

24 Array multidimensionali Array di array di array di Si usa una coppia di [] per ogni dimensione Es.: double a[10][100][1000]; a[0][0][0] a[9][99][999] Utilità Temperature di tutte le ore double t[13][32][24];... t[12][25][0]... Array 24

25 Array multidimensionali È possibile inizializzare gli array multidimensionali durante la dichiarazione int x[4]={11,12; /* OK, {11,12,0,0 */ int y[4]; /* OK, {?,?,?,? */ int z[] = {3, 5; /* OK, lunghezza 2 */ int m[3][2]={{11,12,{21,22,{31,32; /* OK */ int n[3][2]; /* OK, {{?,?,{?,?,{?,? */ int p[][] = {{1,2, {4,5; /* ERRORE */ int q[][2] = {{1,2, {4,5; /* OK */ Array 25

26 Esempi con matrici Azzerare la riga k-esima di una matrice m[r][c] #define R 20 #define C 30 k int main( void ) { int m[r][c]; int j, k =...; /* */ for (j = 0; j < C; j++) { m[k][j] = 0; return 0; Array 26

27 Esempi con matrici Azzerare la colonna k-esima di una matrice m[r][c] k #define R 20 #define C 30 int main( void ) { int m[r][c]; int i, k =...; /* */ for (i = 0; i < R; i++) { m[i][k] = 0; return 0; Array 27

28 Esempi con matrici (3/3) Porre a 1 gli elementi della diagonale di una matrice m[n][n], e 0 tutti gli altri #define N 30 int main( void ) { int m[n][n]; int i, j; for (i=0; i<n; i++) { for (j=0; j<n; j++) { if (i==j) { m[i][j] = 1; else { m[i][j] = 0; return 0; Array 28

29 Esempi con matrici (3/3) Porre a 1 gli elementi della diagonale di una matrice m[n][n], e 0 tutti gli altri /* soluzione alternativa, usando l'operatore ternario? (forse meno chiara, ma comunque corretta) */ #define N 30 int main( void ) { int m[n][n]; int i, j; for (i=0; i<n; i++) { for (j=0; j<n; j++) { m[i][j] = (i==j? 1 : 0); return 0; Array 29

30 Esercizio Realizzare programmi per porre a 1 gli elementi evidenziati in giallo di matrici m[n][n], 0 tutti gli altri Array 30

31 Funzioni e parametri di tipo array In C si possono passare parametri di tipo array alle funzioni senza specificarne la dimensione Se si modifica il contenuto di un parametro di tipo array viene modificato anche il parametro attuale! Vedremo il motivo nelle successive lezioni In C non è consentito che una funzione restituisca un risultato di tipo array Soluzione: si passa alla funzione un ulteriore parametro di tipo array, che viene riempito con il risultato Array 31

32 Passaggio di parametri di tipo array void f1( int a[5] ); /* OK, dimensione prefissata */ void f2( int a[] ); /* OK, ma devo sapere per altre vie la dimensione di a */ void f3( int a[], int n ); #define C 40 void f4( int v[][c], int r ); void f5( int v[4][3] ); /* OK, dimensioni prefissate */ void f6( int n, int a[n] ); /* OK C99, non ammesso in ANSI C */ Array 32

33 /* iniz-stampa-array.c: inizializza e stampa il contenuto di un array */ #include <stdio.h> #define N 10 Esempio void inizializza(int a[], int n) { int i; for (i=0; i<n; i++) { a[i] = i; void stampa(int a[], int n) { int i; for (i=0; i<n; i++) { printf("%d ", a[i]); printf("\n"); int main( void ) { int v[n]; inizializza(v, N); stampa(v, N); return 0; Array 33

34 E i parametri di tipo matrice? Passare parametri di tipo matrice è un po' più complicato Nell'intestazione della funzione occorre tassativamente indicare il numero di colonne Il numero di righe può restare non specificato Se la funzione deve conoscere il numero di righe, è necessario passare tale informazione mediante un ulteriore parametro intero, o in qualche altro modo Array 34

35 /* parametro-matrice.c: dimostrazione dell'uso di una matrice come parametro di una funzione */ #include <stdio.h> #define R 3 #define C 4 void inizializza(int m[][c], int r) { int i, j, k = 0; for (i = 0; i < r; i++) { for (j = 0; j < C; j++) { m[i][j] = k++; void stampa(int m[][c], int r) { int i, j; for (i = 0; i < r; i++) { for (j = 0; j < C; j++) { printf("%d ", m[i][j]); printf("\n"); int main( void ) { int matrice[r][c]; inizializza(matrice, R); stampa(matrice, R); return 0; Array 35

36 Quindi, riassumendo I parametri di tipo predefinito (int, float, double, char) vengono passati per valore Le modifiche non si riflettono sul parametro attuale I parametri di tipo array e matrice sono passati per riferimento Modifiche su parametro formale si riflettono sul parametro attuale Array 36