Linguaggio C Struttura dei programmi

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1 FONDAMENTI DI INFORMATICA Prof. PIER LUCA MONTESSORO Ing. DAVIDE PIERATTONI Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine Linguaggio C Struttura dei programmi 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 1

2 Nota di Copyright Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà degli autori prof. Pier Luca Montessoro e ing. Davide Pierattoni, Università degli Studi di Udine. Le slide possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca, scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministero dell Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro. In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione. Ogni altro utilizzo o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampe) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte degli autori. L informazione contenuta in queste slide è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione. Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc. In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso. Gli autori non assumono alcuna responsabilità per il contenuto di queste slide (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità, aggiornamento dell informazione). In ogni caso non può essere dichiarata conformità all informazione contenuta in queste slide. In ogni caso questa nota di copyright e il suo richiamo in calce ad ogni slide non devono mai essere rimossi e devono essere riportati anche in utilizzi parziali Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 2

3 Lessico, sintassi, semantica Un programma è costituito da uno o più file di testo (o file sorgenti) contenenti un insieme di caratteri Come nel linguaggio naturale, in ogni linguaggio di programmazione si possono distinguere: il lessico, insieme dei simboli con cui è possibile scrivere un programma la sintassi, insieme delle regole di combinazione dei simboli la semantica, insieme delle regole di interpretazione dei costrutti sintattici 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 3

4 Linguaggio e token Le parole del linguaggio naturale corrispondono ai token del linguaggio C Esistono sei classi di token: identificatori parole chiave costanti letterali stringhe letterali operatori separatori Gli spazi bianchi, i caratteri di tabulazione, i new line, i salti di pagina ed i commenti sono tutti dei separatori di token Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 4

5 Il compilatore e i token Quando il compilatore effettua l analisi lessicale di un file sorgente, cerca sempre di individuare token di lunghezza massima A partire da ogni separatore, il token successivo è quindi la più lunga sequenza di caratteri che può costituire un token; ogni ambiguità può essere evitata utilizzando gli spazi bianchi Esempio: l espressione con operatori aritmetici x=y---z; sarà interpretata dal compilatore come... x = (y--) - z; 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 5

6 Formato del linguaggio Il C è un linguaggio a formato libero La separazione tra gli elementi sintattici si basa sulla presenza di parole chiave e simboli separatori Il cambio di riga è equiparato ad uno spazio versatilità di scrittura e leggibilità dei programmi #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /* programma principale */ int main() { printf ("Ciao, mondo!"); return EXIT_SUCCESS; } /* fine del programma */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /* programma principale */ int main(){printf ( "Ciao, mondo!"); return EXIT_SUCCESS;}/* fine del programma */ Il programma è ugualmente corretto, ma risulta illeggibile! 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 6

7 Stile di programmazione In C non viene imposto alcuno stile di programmazione È compito del programmatore adottare uno stile chiaro, in modo da rendere comprensibile a sé e agli altri il codice prodotto È buona norma: scrivere una sola istruzione per ciascuna riga usare spazi per separare anche visivamente i token indentare i blocchi di codice mediante 3 spazi (evitare il carattere di tabulazione) utilizzare dei commenti a corredo delle istruzioni più difficilmente comprensibili 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 7

8 Indentazione L indentazione è una tecnica di scrittura molto utile nel caso di programmi dalla struttura complessa Fa uso di spazi di rientro per isolare gruppi di istruzioni in sottolivelli logici: { istruzione_1 istruzione_2 istruzione_14 { Annidamento dei blocchi di codice Standard proposto: 3 spazi istruzione_15 { istruzione_16 istruzione_32 } istruzione_33 istruzione_34 } istruzione_35 istruzione_ Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 8 }

9 Commenti I caratteri /* introducono una o più righe di commento, terminato con i caratteri */ Il compilatore ignora tutti i caratteri compresi tra i delimitatori /* e */ printf ("Ciao, mondo!"); /* questo è un commento: stampa sullo standard output la stringa "Ciao, mondo!" */ I commenti non possono essere annidati; non è lecito quindi scrivere: /* questo è un primo commento /* questo è un secondo commento */ e questa è la continuazione del primo */ 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 9

10 Identificatori Gli identificatori sono delle sequenze di caratteri che rappresentano genericamente degli elementi Un identificatore può contenere lettere (maiuscole e minuscole), cifre e il carattere "_" (underscore) Non può contenere spazi, simboli separatori, simboli di operatori (es. +, -, %, &,. (punto),, (virgola) ) Deve iniziare con una lettera oppure con l underscore Pippo1, pippo_e_pluto e _pippo sono validi b 52, acme&c, Donald.Duck non sono validi Normalmente i compilatori ammettono una lunghezza massima per un identificatore di 32 caratteri 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 10

11 Identificatori Il linguaggio C è case sensitive lettere maiuscole e lettere minuscole sono interpretate come codici diversi anche negli identificatori Gli identificatori: Pippo pippo pippo PIPPO sono interpretati come diversi fra loro Questo aspetto consente di combinare più parole in un solo identificatore, per facilitare la lettura del codice: DonaldDuck NumeroDiElementi 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 11

12 Struttura di un programma Un programma C è un insieme di funzioni Ogni funzione è un blocco di codice contenente un insieme di istruzioni racchiuse tra le parentesi graffe, { e }, a cui è associato un nome, nella forma: nomefunzione ( ) { istruzione_1; istruzione_2; istruzione_n; } Ciascun blocco di codice è sintatticamente equivalente a una singola istruzione 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 12

13 Struttura di un programma La definizione int main () individua la funzione principale di un programma La dichiarazione della funzione main consiste poi in una serie di istruzioni (o statement) racchiuse in un blocco di codice interno, costituente il corpo del programma int main () { } printf ("Ciao, mondo!"); return EXIT_SUCCESS; La forma minima di un programma C è dunque: int main () {} 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 13

14 Struttura di un programma Il corpo del programma è l insieme delle istruzioni che il programma deve eseguire Questo blocco consta di due parti: un primo set di istruzioni dichiarative, che determinano variabili e tipi di dati una sequenza di istruzioni operative, ovvero le azioni svolte di fatto dal programma (input/output, assegnazioni di valori, valutazione di espressioni) Ogni istruzione è terminata dal carattere punto e virgola ; 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 14

15 Struttura di un programma Il seguente programma definisce una variabile intera i, visualizza un messaggio operativo per l utente, legge un numero da tastiera e ne stampa il valore sullo schermo: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { /* istruzione dichiarativa */ int i; } /* istruzioni operative */ printf ("Digita il numero: "); scanf ("%d", &i); printf ("Valore digitato: %d\n", i); return EXIT_SUCCESS; 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 15

16 Funzioni di input/output Nel programma compaiono alcune funzioni, dette funzioni di libreria, che eseguono operazioni di input/output scanf è una funzione che legge un carattere da tastiera (lo standard input), ne converte il valore secondo il formato specificato e lo attribuisce ad una variabile scanf ("%d", &i); Interpreta il dato letto da tastiera come un intero ("%d"), un numero reale ("%f"), un carattere ("%c")... Indirizzo della variabile i in memoria (operatore &) 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 16

17 Funzioni di input/output printf è una funzione di libreria che stampa sul monitor (lo standard output) una stringa costante: printf ("Hello world!"); oppure il valore di una variabile di tipo specificato: printf ("%d", i); Interpreta il dato contenuto nella variabile come un intero ("%d"), un numero reale ("%f"), un carattere ("%c")... Nome della variabile 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 17

18 Comandi del preprocessor I programmi C più semplici sono organizzati secondo lo schema: <direttive del preprocessor> int main() { <istruzioni dichiarative> <istruzioni operative> } Il preprocessor costituisce la prima fase di analisi del codice sorgente, e precede l attività di compilazione vera e propria Il preprocessor elimina anche i commenti 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 18

19 Comandi del preprocessor Tutte le direttive destinate al preprocessor sono denotate dal simbolo # come primo carattere di una riga L istruzione #include <nomefile.h> comanda l inclusione di un file di libreria (header file) nel codice sorgente Il file stdio.h è un file di libreria necessario per poter utilizzare le funzioni di I/O Il file stdlib.h è un file di libreria necessario per utilizzare alcune funzioni e per definire alcune costanti di sistema (tra cui EXIT_SUCCESS) Non contiene istruzioni esecutive, ma solo dichiarazioni di funzioni, costanti tipi di dato e macroistruzioni 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 19

20 Analisi lessicale di un programma Consideriamo un semplice programma che somma due numeri e scrive il risultato sullo standard output (il monitor); proviamo ora ad analizzarlo secondo la prassi del compilatore... Il significato delle indicazioni è il seguente: identificatori parole chiave costanti letterali stringhe letterali operatori separatori commenti e direttive al preprocessor 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 20

21 Analisi lessicale di un programma #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /* programma principale */ int main() { int a, b; scanf ("%d %d", &a, &b); /* legge a e b */ printf ("a+b=%d\n", a + b); /* istruzione di ritorno al sistema operativo */ return EXIT_SUCCESS; } /* fine del programma */ 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 21

22 Analisi lessicale di un programma #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /* programma principale */ int main() { int a, b; scanf ("%d %d", &a, &b); /* legge a e b */ printf ("a+b=%d\n", a + b); /* istruzione di ritorno al sistema operativo */ return EXIT_SUCCESS; } /* fine del programma */ 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 22