TUTORATO di LINGUAGGI I

Transcript

1 TUTORATO di LINGUAGGI I Enrico Vianello

2 TUTORATO di LINGUAGGI I contatti utili LE LEZIONI SI TERRANNO: VENERDI PER INFORMAZIONI e DOMANDE: enrico.vianello@student.unife.it IL MATERIALE UTILIZZATO DURANTE LE LEZIONI LO POTETE TROVARE SUL SITO: TUTORATO di LINGUAGGI I - a.a Lezione 1

3 PROGRAMMAZIONE MODULARE in C

4 caratteristiche Si parla di programmazione modulare quando un programma è suddiviso in più file. Ogni file sorgente è chiamato modulo. Perché utilizzare questa tecnica? - semplicità nel gestire programmi di grosse dimensioni > trovare gli errori - non occorre ricompilare tutto il programma > è possibile compilare separatamente ogni modulo e poi fare il linking alla fine per ottenere il programma - posso riutilizzare più facilmente il codice > creo librerie personali > in un modulo definisco gruppi di funzioni comuni, ad esempio routine di manipolazione di stringhe moduli secondari lib2.h lib.h #include lib.h #include lib2.h #include lib.h main.c lib2.c lib.c #include lib2.h modulo principale int main(...){...

5 esempio matematica.h main.c #include <stdio.h> #include matematica.h #ifndef _MATEMATICA #define _MATEMATICA int potenza(int, int ); int main (int argc, char ** argv) { int x, y; printf ( Inserire x: ); scanf ( %d, &x); printf ( Inserire y: ); scanf ( %d, &y); printf ( \n %d ^%d = %d\n, x, y, potenza(x,y) ); return 0; #endif matematica.c #include matematica.h int potenza(int base, int esponente) { int i, risultato = 1; for (i = 1; i <= esponente; i++) risultato *= base; return risultato;

6 compilazione main.c matematica.h matematica.c - come compilare un programma multimodulo? > gcc main.c matematica.c -o prova >./prova.out oppure elenco tutti i file.c e con l opzione -o creo il mio eseguibile prova.out crea il file matematica.o > gcc matematica.c crea il file main.o > gcc main.c > gcc main.o matematica.o -o prova >./prova.out ecco spiegato il perché non è necessario ricompilare tutto se si modifica l implementazione di una libreria, basta ricompilare solo quel modulo

7 header file Un header file (.h) tipicamente contiene: - i comandi per il preprocessore - i prototipi di funzioni - la definizione delle variabili Qualunque programma che voglia utilizzare le funzioni definite nel modulo deve includere l'header file corrispondente. Il preprocessore viene eseguito prima della compilazione Al preprocessore vengono passate delle direttive di tre tipi: Inclusione Definizione Condizionali

8 direttive di inclusione Le direttive di inclusione servono per includere: - le librerie standard #include <stdio.h> per l'inclusione di un header file contenuto nella directory di default del compilatore - una libreria personale, un file contenuto nella directory corrente #include matematica.h Poiché un file incluso tramite la direttiva #include può a sua volta includere altri file tramite la stessa direttiva, è bene evitare di includere ricorsivamente lo stesso file, per evitare comportamenti strani da parte del compilatore...

9 direttive di definizione Servono per definire le costanti simboliche. #define identificatore espressione Il preprocessore sostituisce tutte le occorrenze di identificatore e le sostituisce con espressione (che può contenere spazi, virgolette, parentesi...) Esempio: #define MAX x = y * MAX; z =MAX - 100; diventa, dopo l'esecuzione del preprocessore: x = y * 42000; z = ;

10 macro funzionali Possiamo anche definire macro funzionali: #define identificatore(argomenti) espressione In questo caso l'espressione contiene delle variabili, per cui il processore non soltanto sostituisce identificatore con espressione, ma all'interno di espressione sostituisce gli argomenti con i valori attuali. Esempio: #define TRIPLICA (x) ((x)*(x)*(x)) z = y + TRIPLICA (a); diventa z = y + ((a)*(a)*(a)); Le macro sono utili per diversi motivi: rendono il codice più leggibile. evitano l'overhead di una chiamata a funzione NOTA: nell'espressione corrispondenti alla macro, è opportuno mettere i singoli elementi tra parentesi tonde, per essere sicuro che l'argomento rimanga un'unità a sè stante.

11 esempio NOTA: nell'espressione corrispondenti alla macro, è opportuno mettere i singoli elementi tra parentesi tonde, per essere sicuro che l'argomento rimanga un'unità a sè stante. Esempio #define MUL(x,y) (x * y) z = MUL (1 + 2, 3 + 4) diventa z = (1 + 2 * 3 + 4) che è uguale a 11 mentre noi avremmo voluto z = ((1 +2) * (3+4)) che è uguale a 21

12 direttive di definizione la direttiva undef annulla una definizione precedente #include <stdio.h> #define NORMA(a,b,c) (a * b + c) int func () { int a = 1, b = 2, c = 3; printf ("%d\n", NORMA(a,b,c)); #undef NORMA int main (int argc, char ** argv) { int NORMA = 42; printf ("%d\n", NORMA); func ();

13 direttive condizionali Le direttive condizionali permettono di eseguire delle scelte a compile-time. Per esempio si potrebbe voler compilare certe parti di codice solamente sotto determinate condizioni. #IF espressione Se espressione è vera (diversa da zero), allora il codice seguente, fino al prossimo elif, else o endif viene eseguito, altrimenti non viene eseguito #IFDEF identificatore se l'identificatore è stato definito esegue il codice fino al prossimo elif, else o endif

14 direttive condizionali #IFNDEF identificatore L'opposto di #ifdef: esegue il codice solo se l'identificatore non è stato definito #ELIF espressione corrisponde ad un else if #ELSE copre i casi non coperti dagli #if e #elif precedenti #ENDIF ESEMPIO #include <stdio.h> #ifdef LINUX #define SYSTEM Linux #else #define SYSTEM Other #endif

15 prototipi delle funzioni Ogni include file contiene i prototipi delle funzioni che il modulo vuole rendere visibili all'esterno. Ogni programma che intende utilizzare il modulo, includendo il.h include automaticamente i prototipi delle funzioni visibili all'esterno Lo stesso.c del modulo include il.h

16 variabili esterne Il metodo più sicuro per la comunicazione tra moduli diversi è costituito dal passaggio degli argomenti alle funzioni e dai valori di ritorno delle funzioni. Esistono tuttavia dei casi in cui una variabile deve essere visibile da più moduli. Per rendere visibile una variabile in un modulo è necessario dichiararla anche in tale modulo, ma preceduta dalla parola chiave extern. Le variabili extern sono statiche e visibili in tutte le funzioni del modulo (cioè sono globali dal punti di vista del modulo) main.c lib.h int hiscore extern int hiscore

17 esercizio creare una libreria con le seguenti funzioni sulle stringhe: int strlen(const char *str); int strcmp(const char *str1, const char *str2); char* strchr(const char *str, int c); char* strstr(const char *str1, const char *str2); main.c utilizza le varie funzioni della libreria string_util string_util.h inserire le direttive, i prototipi delle funzioni e le definizioni di tipi string_util.c implementare le routine definite nel.h

18 esercizio creare una libreria con le seguenti funzioni sulle stringhe: int strlen(const char *str); int strcmp(const char *str1, const char *str2); char* strchr(const char *str, int c); char* strstr(const char *str1, const char *str2); string_util.h #ifndef _STRING_UTIL #define _STRING_UTIL int strlen(const char *); int strcmp(const char *, const char *); char* strchr(const char *, int); char* strstr(const char *, const char *); #endif string_util.c #include string_util.h int strlen(char * str) { int contatore=0; while (str[i]!= \0 ) contatore++; return contatore; int strcmp(char * str1, char * str2) { int i; for (i = 0; str1[i] == str2[i]; i++) if (str1[i] == ʻ\0ʼ) return 0; return str1[i] - str2[i];...

19 esercizio char* strchr(const char *str, char c) { for ( ; *str!= \0 ; str++) if (*str == c) return str; return NULL; char* strstr(const char *str1, const char *str2) { if (*str2 == \0 ) return NULL; //str2 è vuota if (strlen(str2)>strlen(str1)) return NULL; //str2 è più lunga di str1 //i scorre carattere per carattere str1 int i = 0; for ( ; *(str1+i)!= \0 ; i++) { //verifico che il carattere i-esimo di str1 sia uguale al primo di str2 if (*(str1+i) == *str2) { int j = 0; while (*(str1+i+j) == *(str2+j)) if (*(str2+j) == \0 ) return str1+i; //str2 è terminata quindi è tutta compresa in str1 else j++; //se arrivo qui str2 o è finita e pure str1 è terminata, oppure str2 non è finita // quindi non è contenuta in str1 if (*(str2+j) == \0 ) return str1+i; //str2 è terminata quindi è tutta compresa in str1 i += j; //endif //endfor

20 esercizio 2 matematica.h #ifndef _MATEMATICA #define _MATEMATICA main.c #include <stdio.h> #include matematica.h int main (int argc, char ** argv) {... int potenza(int, int ); float radice(int); float pitagora(int, int); #endif matematica.c #include matematica.h int potenza(int base, int esponente) { implementare il file matematica.c

21 esercizio 3 utili_array.h #ifndef _UTILI_ARRAY #define _UTILI ARRAY main.c #include <stdio.h> #include utili_array.h int main (int argc, char ** argv) {... int sommapari (int*, int dim); int contapari (int*, int dim); int minimo(int *, int dim); int ordina (int *, int dim); #define MESCOLATE 100 void mescola(int *, int dim); #endif utili_array.c implementare il file utili_array.c #include utili_array.h...

22 INPUT / OUTPUT

23 INPUT / OUTPUT da tastiera / su video - dobbiamo includere il file <stdio.h> che mette a disposizione alcune funzioni predefinite per eseguire la lettura da un dispositivo di input (es. tastiera) o scrittura su un dispositivo di output (es. video) L'istruzione per stampare a video più usata è la printf(), che ci permette di controllare ciò che viene stampato, nel senso che permette di decidere cosa stampare ed in quale forma. La struttura di printf è la seguente: int printf(char *formato, lista argomenti...) Stampa sullo stdout (il video o la console in questo caso) la lista di argomenti conformemente alla stringa di formato specificata. La funzione ritorna il numero di caratteri stampanti. La stringa di formato ha due tipi di argomenti: caratteri ordinari - questi vengono copiati nell'output; specificazioni di conversione - contraddistinte dal carattere percentuale "%" e da un carattere che specifica il formato con il quale stampare le variabili presenti nella lista di argomenti. Le sequenze di escape servono per rappresentare quei caratteri "speciali" presenti nella codifica ASCII e che non stampano nulla a video. Le sequenze di escape iniziano con il carattere backslash (\) e sono interpretate come un singolo carattere. si applicano anche al comando: scanf(char *formato, lista puntatori argomenti);

24 INPUT / OUTPUT da tastiera / su video La funzione scanf() serve per leggere dallo stdin (generalmente la tastiera) una sequenza di caratteri (lettere o cifre) che verranno memorizzate all'interno di opportune variabili. Scanf è, quindi, definita come segue: int scanf(char *formato, lista argomenti...) scanf(), oltre a poter leggere stringhe di testo, e non un solo carattere alla volta come getchar(), permette di leggere più variabili contemporaneamente, specificate nella lista degli argomenti. #include <stdio.h> int main() { int i; scanf("%d \n", &i); printf("%d \n", i); A differenza di printf(), però ogni variabile deve essere messa preceduta dal simbolo &, perché in realtà tra gli argomenti non dobbiamo passare il nome della variabile, ma il suo indirizzo, cosa che può essere fatta utilizzando un puntatore (ed ecco il perché del &, simbolo di dereferenziazione che serve ad ottenere l'indirizzo del puntatore)

25 INPUT / OUTPUT da tastiera / su video - esempio #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <malloc.h> int main() { int numero, *array, i; char buffer[15]; int allocati; numero = 100; printf("numero di elementi dell'array: %d", numero); array = (int *)malloc(sizeof(int) * numero); if(array == NULL) { printf("memoria esaurita\n"); exit(1); allocati = sizeof(int) * numero; for(i=0; i<numero; i++) { array[i] = i;

26 INPUT / OUTPUT da tastiera / su video - esempio printf("\nvalori degli elementi\n"); for(i=0; i<numero; i++) { printf("%6d%c", array[i], i%10 == 9? 'n' : ' '); printf("\n\nnumero elementi %d\n", numero); printf("dimensione elemento %d\n", sizeof(int)); printf("bytes allocati %d\n", allocati); free(array); printf("\nmemoria Liberata\n"); return 0;

27 INPUT / OUTPUT da tastiera / su video int getchar(void), legge un carattere per volta dalla tastiera (stdin). Ecco un esempio di un programma che conta il numero di volte che si è digitato un carattere (CtrL+D, = EOF interrompe il programma): #include <stdio.h> main() { int ch, i = 0; while((ch = getchar())!= EOF) i++; printf("%d \n", i); int putchar(int c) stampa a video un carattere, c; modifichiamo il programma precedente facendo in modo di convertire ogni carattere inserito nell'equivalente lettera maiuscola (grazie alla funzione toupper(): #include <ctype.h> /* Per la definizione di toupper */ #include <stdio.h> /* Per la definizione di getchar, putchar ed EOF */ main() { int ch; while((ch = getchar())!= EOF) putchar(toupper(ch));