Introduzione al C. Introduzione. Linguaggio ad alto livello. Struttura di un programma C

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1 Introduzione 2 Introduzione al C Linguaggio di programmazione ad alto livello (HLL) Sviluppato negli anni 70 (C standard ANSI) Molto diffuso e adatto ad un ampio spettro di applicazioni: Scientifiche Gestionali Industriali (acquisizione dei dati, controllo dei processi) Informatiche (sw di base (SO Unix), strumenti (CAD), pacchetti applicativi) Linguaggio ad alto livello 3 Alcune proprietà del C 4 Elementi: alfabeto o vocabolario del linguaggio Sintassi: insieme di regole con cui si compongono gli elementi per costruire frasi eseguibili (istruzioni) Semantica: significato egli elementi, delle frasi e dell intero programma Regole sintattiche: devono essere univoche sulla composizione delle frasi Deve essere possibile determinare in modo automatico e con certezza se una frase è sintatticamente corretta Correttezza sintattica: condizione necessaria per la corretta esecuzione del programma Solo programmi corretti possono essere tradotti correttamente dal compilatore È un linguaggio dichiarativo: L intenzione di utilizzare una variabile o una funzione deve essere dichiarata a priori È un linguaggio strutturato Fornisce i costrutti base per la definizione di sequenza, selezione ed iterazione È un linguaggio case sensitive: Discrimina tra caratteri maiuscoli e minuscole e.g., Main è diverso da main!! Struttura di un programma C 5 Elementi del linguaggio C 6 Un programma scritto in C è un file di testo strutturato in modo opportuno Il programma scritto in modo corretto può essere compilato: tradotto in linguaggio macchina Le fasi di compilazione ed esecuzione saranno approfondite durante le ore di laboratorio Imparare a programmare in C significa impararne la sintassi e la semantica per fare in modo che esso: Sia compilabile (verifica sintattica) Si comporti come atteso (verifica semantica) Parole chiave (o riservate): proprie del linguaggio Istruzioni oppure parole con un significato particolare (tipi) Identificatori: costituiti da sequenze di caratteri alfanumerici Nomi di variabili, costanti, tipi definiti dall utente, funzioni, procedure; definiti dall utente, oppure di contenuti in librerie Operatori (unari o binari) Assegnamento = Aritmetici + - * / Relazionali (confronto) > < <= ==!= Logici! && Separatori (delimitatori) di identificatori di variabili e costanti, di istruzioni ; di commento /*... */ di blocco di istruzioni... in espressioni (...) Direttive al preprocessore C #include (parola chiave) Valori costanti (cifre o caratteri) 1

2 Il nostro primo programma in C 7 Il nostro primo programma in C 8 int main( ) int main( ) Questo è un commento Tutto ciò che viene racchiuso fra /* e */ viene ignorato dal compilatore: /* commento */ /* apre il commento */ chiude il commento Viene utilizzato per aggiungere note e/o descrivere parti del programma Il nostro primo programma in C 9 Il nostro primo programma in C 10 Indica al compilatore tramite la direttiva #include che nel nostro programma verranno utilizzate delle funzioni esterne In questo caso specifica che queste funzioni si trovano nella libreria stdio.h (standard input output) Il C mette a disposizione del programmatore diverse librerie, cioè diverse collezioni di funzioni (I/O stdio.h, operazioni matematiche math.h, informazioni su data e ora time.h, ecc.) Per usare una libreria nel nostro programma occore specificarlo all inizio: #include<nome libreria> Ogni programma in C deve contenere una funzione principale, chiamata main Questa funzione contiene le istruzioni che verranno eseguite non appena il nostro programma viene caricato in memoria Il nostro primo programma in C 11 Il nostro primo programma in C 12 La sequenza di istruzioni della funzione main (detto anche corpo) deve essere racchiuso all interno di parentesi graffe Ciascuna istruzione (statement) deve essere seguita da un punto e virgola Più in generale, in C una sequenza di istruzioni racchiuse da parentesi graffe costituisce una sorta di macroistruzione detta blocco: istruzione1; istruzionen; Questa istruzione stampa a video il messaggio Hello world Utilizza la funzione printf fornita dalla libreria stdio.h La sintassi della funzione è la seguente: printf ( messaggio ) Il messaggio da stampare deve essere racchiuso da \n è una sequenza speciale (newline) che può essere usato per mandare il cursore a capo 2

3 Il nostro primo programma in C 13 Funzioni di Ingresso e Uscita 14 L istruzione return serve a terminare la funzione main ritornando un valore che rappresenta l esito dell esecuzione Nel caso della funzione main viene ritornato convenzionalmente il valore 0, per indicare al sistema operativo che il programma è stato eseguito con successo Valori diversi possono essere usati per segnalare eventuali errori avvenuti In C, l ingresso e l uscita avviene tramite chiamate (attivazioni) di funzioni (sottoprogrammi) disponibili nella Standard Library Standard Library: collezione di funzioni disponibili nell ambiente C e utilizzabili dai programmi applicativi Funzioni di input e output da terminale e da file, gestione di stringhe, matematiche La Standard Library è costituita da: una collezione di header file (stdio.h, string.h, math.h) un header file contiene la dichiarazione di tipi, costanti simboliche predefinite e prototipi di funzione #include permette a qualsiasi programma di utilizzare questi identificatori che non sono stati dichiarati all interno del programma e da un insieme di file; ciascun file costituisce il codice oggetto eseguito dalla funzione Output di un programma 15 Semplici calcoli 16 /* Programma Room1.c */ /* Programma Room2.c */ printf("la mia stanza e lunga %d metri e larga %d metri\n", 3, 4); La funzione printf consente di stampare anche dei valori numerici all interno dei messaggi: printf("msg",valore1,valore2,); Il primo argomento, detto stringa di controllo, può contenere caratteri di formato (preceduti da %) che verranno associati ai restanti argomenti della printf %d indica che l argomento da stampare è un numero intero printf("la mia stanza e' lunga %d metri e larga %d metri\n",3,4); printf("la mia stanza e' grande %d metri quadrati\n",3*4); È anche possibile utilizzare come argomenti espressioni aritmetiche In questo caso, il calcolatore calcolerà l espressione e poi utilizzerà il risultato come valore da stampare Le variabili 17 Le variabili 18 Affinché un programma sia in grado di risolvere una classe di problemi, occorre introdurre il concetto di variabile. printf("la mia stanza e' lunga %d metri e larga %d metri\n",lung,larg); printf("la mia stanza e' grande %d metri quadrati\n",area); printf("la mia stanza e' lunga %d metri e larga %d metri\n",lung,larg); printf("la mia stanza e' grande %d metri quadrati\n",area); Per usare una variabile in C, occorre dichiararla La dichiarazione di una variabile deve specificarne il tipo e il nome: tipo nome1, nome2, ; int indica al compilatore che la variabile conterrà un numero intero 3

4 Le variabili 19 Le variabili 20 printf("la mia stanza e' lunga %d metri e larga %d metri\n",lung,larg); printf("la mia stanza e' grande %d metri quadrati\n",area); In C è possibile assegnare un valore ad una variabile con la sintassi: nome = <espressione> Nome è il nome di una variabile Espressione è una qualsiasi espressione aritmetica valida in C (può contenere variabili) Il risultato dell espressione viene messo nella variabile lung larg area nome <espressione> Lettura dati dal terminale 21 Lettura dati dal terminale 22 Come posso fornire informazioni al mio programma in C? /* Programma Room4.c */ scanf("%d",&lung); scanf("%d",&larg); printf("la mia stanza e' lunga %d metri e larga %d metri\n",lung,larg); printf("la mia stanza e' grande %d metri quadrati\n",area); /* Programma Room4.c */ scanf("%d",&lung); scanf("%d",&larg); La lettura di informazioni dal terminale avviene tramite la funzione scanf fornita dalla libreria stdio.h La sintassi da utilizzare è: scanf("str ctrl", &variabile) Il primo parametro è la stringa di controllo È possibile definire un pattern input (es. leggere più variabili, leggere variabili in una specifica sequenza) In generale è preferibile utilizzare stringhe di controllo semplici e leggere una sola variabile per volta la sequenza di tasti premuti deve terminare con la pressione del tasto Invio Ancora su printf 23 I tipi di dati nelle operazioni di I/O 24 printf("******************"); printf("\n1+2=%d\n",1+2); printf("******************\n"); printf("***********\n"); printf("*****\n"); printf("**\n"); printf("%d%d%d+\n",1,0,0); printf("%d%d%d\n",0,0,1); printf("-----\n%d%d%d\n",1,0,1); stringa di controllo tipo dell elemento da stampare %d intero decimale %f floating point %c carattere %s stringa Altri caratteri di controllo: \n new line (a capo) \t tabulatore \ carattere di escape: permette di visualizzare effetivamente il carattere che lo segue es. \, \, \%, \\ 4

5 Struttura di un programma C 25 La macchina astratta del C 26 parte dichiarativa globale inclusione librerie /* per poter invocare funzioni utili (I/O,...) */ dichiarazione di variabili globali e funzioni BUS int main ( ) parte dichiarativa locale dichiarazione di variabili locali istruzione 1; /* tutti i tipi di operazioni, e cioè: */ istruzione 2; /* istr. di assegnamento */ istruzione 3; /* istr. di input / output */ istruzione 4; /* istr. di controllo (condizionali, cicli) */... istruzione N; parte esecutiva CPU X A pippo MEM. Standard input Standard output 25 La macchina astratta del C 27 Si hanno due periferiche standard di ingresso e uscita Standard input (tastiera) Standard output (video) che possono essere viste come sequenze di celle elementari analoghe alla memoria Memoria Divisa in celle elementari VARIABILI Ogni cella può contenere un dato I dati possono essere Numeri Caratteri Stringhe (successioni finite di caratteri, immagazzinati in celle consecutive) Semplificazioni/idealizzazioni (astrazioni) nessun limite al numero delle celle di memoria disponibili 5