Esercitazione 9. Array come puntatori. Aritmetica dei puntatori. Array multidimensionali. Ricapitolazione su Ricorsione e Array.

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1 Esercitazione 9 Array come puntatori Aritmetica dei puntatori Array multidimensionali Ricapitolazione su Ricorsione e Array Stringhe

2 Array come puntatori Gli array e i puntatori in C sono strettamente correlati. Il nome di un array infatti è un puntatore al suo primo elemento. Più precisamente, il nome di un array è una costante - si noti bene: una costante, non una variabile! - il cui valore è l indirizzo del primo elemento dell array. Esempio char tab [100]; char *s; s = & tab [0]; /* questi due assegnamenti sono perfettamente s = tab; equivalenti */

3 Array come puntatori Così come gli elementi di un array vengono scanditi per mezzo dell indice, si può accedere agli elementi di un array per mezzo di un puntatore. Esempio: Cosa stampa? char tab [100]; char *s; s = tab; tab [7] = a ; printf ( tab [7] = %c\n, tab[7]); *(s+7) = b ; printf ( tab [7] = %c\n, tab[7]);

4 Vediamo l esempio precedente più da vicino. char tab [100]; char *s; s = tab; /* s e tab sono due sinonimi, con la differenza che s è una variabile puntatore a carattere, mentre tab è una costante */ tab [7] = a ; printf ( tab [7] = %c\n, tab[7]); *(s+7) = b ; /* incrementando di 7 il valore di s si ottiene un valore corrispondente all indirizzo dell ottavo elemento di tab, al quale si accede per mezzo dell operatore di dereferenziazione. Dunque, si può far riferimento a tab[7] scrivendo *(s+7). */ printf ( tab [7] = %c\n, tab[7]);

5 Ancora sull esempio precedente. char tab [100]; char *s; s = tab; tab [7] = a ; printf ( tab [7] = %c\n, tab[7]); *(s+7) = b ; printf ( tab [7] = %c\n, tab[7]); tab = tab[0] =?... tab[99] =? s =? tab = tab[0] =?... tab[7] = a... tab[99] =? s =... tab[7] = b...

6 Inizializzazione di un array Vediamo come si può inizializzare un array in due modi diversi. Primo modo Secondo modo char tab [100]; int i; for (i=0; i < 100; i++) tab[i] = k ; char tab [100]; char * s; int i; s = tab; for (i=0; i < 100; i++) *s++ = k ; L istruzione *s++ = k ; opera nel seguente modo: copia k nella locazione di memoria puntata da s; poi incrementa s di un elemento.

7 Attenzione Se per errore avessimo scritto: char tab [100]; char * s; int i; s = tab; for (i=0; i < 300; i++) /* 300 invece di 100 */ *s++ = k ; il compilatore non avrebbe segnalato alcun errore, ma avremmo avuto problemi in esecuzione perché si sarebbe inizializzata con k una regione di memoria al di là del limite allocato con tab.

8 Aritmetica dei puntatori Gli operatori ammessi per una variabile di tipo puntatore sono: Ma qual è l esatto significato dell incremento o decremento di un puntatore? I puntatori non vengono incrementati (o decrementati) come una qualsiasi altra costante numerica. Per esempio, se pc vale 10, dove pc è stato dichiarato: non è detto che pc++ valga 11! char *pc;

9 Aritmetica dei puntatori Nell aritmetica dei puntatori quello che conta è il tipo base. Incrementare di 1 un puntatore significa far saltare il puntatore alla prossima locazione corrispondente a un elemento di memoria il cui tipo coincide con quello base.

10 Esempio int a[10]; char b[10]; int *pi; char *pc; pi = a; pc = b; pi = pi +3; /* sposta in avanti pi di tre posizioni, dove ogni posizione occupa lo spazio di un int */ pc = pc + 3; /* sposta in avanti pc di tre posizioni, dove ogni posizione occupa lo spazio di un char */

11 Aritmetica dei puntatori Più in generale si ha che, quando un operatore aritmetico è applicato ad un puntatore p di un certo tipo e p punta ad un elemento di un array di oggetti di quel tipo, p+1 significa prossimo elemento dell array mentre p-1 significa elemento precedente. La somma tra due puntatori non è definita. La sottrazione tra puntatori è definita e ha significato quando entrambi i puntatori puntano ad un elemento dello stesso array. La sottrazione di un puntatore da un altro produce un numero intero corrispondente al numero di posizioni tra i due elementi dell array. Sommando o sottraendo un intero da un puntatore si ottiene ancora un puntatore.

12 Esercizio Dire cosa stampa la seguente porzione di codice. char v[4] = { m, e, l, a }; char *p; p = v; v++; printf( %d\n, *p);

13 Soluzione Dire cosa stampa la seguente porzione di codice. char v[4] = { m, e, l, a }; char *p; p = v; v++; /* ERRORE: il valore di v è una costante e non può essere cambiato */ printf( %d\n, *p);

14 Esercizio Dire cosa stampa la seguente porzione di codice. char v[4] = { m, e, l, a }; char *p; p = v; p++; p +=v; printf( %d\n, *p);

15 Soluzione char v[4] = { m, e, l, a }; char *p; p = v; p++; /* ok, questo si può fare */ p +=v; /* equivale a p = p+v; */ /* ERRORE : non si possono sommare due puntatori */ printf( %d\n, *p);

16 Riservare un posto aereo Scriviamo un programma che gestisce le prenotazioni dei posti su un aereo. Rappresentiamo l aereo come un array i cui elementi corrispondono ai posti disponibili: MAX_FUMATORI Un elemento ha valore 0 se corrisponde ad un posto libero, ha valore 1 se corrisponde ad un posto prenotato Il passeggero può scegliere un posto per fumatori o non fumatori Esiste un numero massimo di posti che possono essere occupati da fumatori: MAX_FUMATORI

17 Riservare un posto aereo Inseriamo le prenotazioni per i passeggeri non fumatori partendo dalla testa dell aereo. Inseriamo le prenotazioni per i passeggeri fumatori partendo dalla coda, controllando di rimanere sotto il limite massimo. Teniamo traccia in ogni istante del prossimo posto disponibile per un passeggero fumatore MAX_FUMATORI limite_fumatori

18 Riservare un posto aereo #include<stdio.h> #define MAX_CAPIENZA 400 #define MAX_FUMATORI 50 #define TRUE 1 #define FALSE 0 int aereo[max_capienza]={ 0 }; /* l aereo è una variabile globale inizialmente l aereo è vuoto */ int prenota_non_fuma( ); /* prenota un posto non fumatori, ritorna TRUE se il posto c è, ritorna FALSE se non ci sono posti liberi */ int prenota_fuma( int *); /* prende un puntatore al prossimo posto per fumatori. Se riesce a prenotarlo ritorna TRUE, altrimenti ritorna FALSE */

19 int main( ){ int *limite_fumatori=aereo; int prenotazioni=0; char fuma; int *i; /* punta al primo posto libero per fumatori che inizialmente è la coda dell aereo */ do{ printf( Desidera un posto fumatori? (y / n / -) ); scanf( %c, &fuma); switch(fuma) { case n : if ( prenota_non_fuma() ) prenotazioni++; else printf( Posti non fumatori terminati\n ); break; case y : if ( prenota_fuma(limite_fumatori) ) { prenotazioni++; limite_fumatori++; } else printf( Posti fumatori terminati\n ); break; } } while (prenotazioni < MAX_CAPIENZA && fuma!= - );

20 /* Le prenotazioni sono terminate. Visualizziamo la situazione dell aereo. */ /* Scorri tutti i posti e dove c è un posto fumatore stampa F, dove c è un posto non fumatore stampa N, dove c è un posto libero stampa - Esempio: F F F ----N N */ printf( \n\t Situazione dell aereo: \n\t ); /* scorriamo l array non per elementi ma per indirizzo dei suoi elementi */ for (i=aereo ; i<limite_fumatori ; i++) /* partendo dalla coda stampo i */ printf( F ); /* posti prenotati dai fumatori */ for ( ; i < aereo+max_capienza ; i++) /* scorri la parte restante */ if (*i == 1) printf( N ); else printf( ); } printf( \n\n );

21 int prenota_non_fuma( ) { // usiamo gli indici degli array int i; // e l operatore [ ] for(i=max_capienza-1; i>=0 ; i--) if ( aereo[ i ]==0 ) { aereo[ i ]=1; return TRUE; } return FALSE; } // usiamo un puntatore ad un elemento int prenota_fuma( int *limite) { // e l operatore * } if ( *limite == 0 && (limite-aereo) <= MAX_FUMATORI-1 ) { *limite=1; return TRUE; } else return FALSE;

22 Array multidimensionali Per memorizzare un array multidimensionale si utilizza una variabile di tipo array specificando il numero di componenti per ciascuna delle dimensioni che lo costituiscono. Esempio int array_2_dim [100] [200]; /* dichiarazione di un array bidimensionale */ int array_3_dim [10] [20] [30]; /* dichiarazione di un array tridimensionale */

23 Stringhe Una stringa è un array di char che termina con il carattere \0. Il carattere terminatore \0 ci permette di trattare le stringhe senza conoscerne a priori la dimensione. In C esistono anche le costanti di stringa che si scrivono tra virgolette, es: fragola oppure via Roma 14 Esempio char frase[ ] = Analisi, requisiti ; // inizializzazione con una costante char parola[ ] = { m, a, r, e, \0 }; // ci vuole anche il terminatore \0

24 Esercizio Dire quali delle seguenti dichiarazioni sono corrette e quali sono errate. 1. char stringa_corta[10]; stringa_corta = parolina ; 2. char stringa_lunga[ ] = parola molto lunga ; 3. char nome [10] = {G, I, O, I, A, \0}; 4. char nome [10] = GIOIA ;

25 Soluzione 1. char stringa_corta[10]; stringa_corta = parolina ; /* errore, stringa_corta è un puntatore il cui valore è costante */ 2. char stringa_lunga[ ] = parola molto lunga ; /* errore: --> parola molto lunga */ 3. char nome [10] = {G, I, O, I, A, \0}; /* errore: i caratteri devono essere racchiusi tra apici */ 4. char nome [10] = GIOIA ; /* corretto */

26 Array di char e char * Una costante di stringa può essere usata per inizializzare un vettore di caratteri o una variabile di tipo char * 1. char colore[ ] = verde ; 2. char *p_col = verde ; La dichiarazione 1. crea un vettore di 6 caratteri: v, e, r, d, e, \0. Una dichiarazione equivalente a 1. è char colore[ ] = { v, e, r, d, e, \0 }; La dichiarazione 2. crea una variabile che punta alla stringa costante verde immagazzinata da qualche parte nella memoria. Quindi: colore[4] = i ; *(p_col + 4) = i ; corretto errore: p_col punta a stringa costante!!

27 Array di stringhe char *colori[4] = { nero, giallo, verde, blu }; È un vettore di quattro puntatori a quattro stringhe costanti: n e r o \0 g i a l l o \0 v e r d e \0 b l u \0 È equivalente ad inizializzare i quattro puntatori separatamente: char *colori[4]; colori[0] = nero ; colori[1] = giallo ; colori[2] = verde ; colori[3] = blu ;

28 Esercizio Scriviamo una procedura che prende una stringa e la converte nella corrispondente stringa fatta di caratteri tutti maiuscoli. Usiamo un puntatore per scorrere gli elementi. void inmaiuscole(char *s) { while ( *s!= \0 ) { if ( *s >= a && *s <= z ) *s = *s + ( A - a ); s++; } }

29 Lettura di una stringa Per leggere (e scrivere) una stringa da input si deve utilizzare la specifica di formato %s : char buffer[40]; scanf( %s, buffer); 1. Vengono letti da input i caratteri in sequenza fino a trovare il primo carattere di spaziatura (spazio,tabulazione, interlinea, ecc.). 2. I caratteri letti vengono messi dentro il vettore buffer. 3. Al posto del carattere di spaziatura, viene posto il carattere \0. il vettore deve essere sufficientemente grande da contenere tutti i caratteri letti più il terminatore \0. non si usa &buffer ma direttamente buffer perchè buffer è di tipo char*, ovvero è già un indirizzo.

30 Esercizio Scriviamo un programma che legge una data nel formato gg/mm/aaaa e la converte nel formato gg mese aaaa. #include <stdio.h> int main(void) { char *mesi[ ] = { "gennaio", "febbraio", "marzo", "aprile", "maggio", "giugno", "luglio", "agosto", "settembre", "ottobre", "novembre", "dicembre" }; int mese, giorno, anno; printf("inserisci una data nel formato gg mm aaaa: "); scanf("%d %d %d", &giorno, &mese, &anno); if (1 <= mese && mese <= 12) printf("la data e : %d %s %d\n", giorno, mesi[mese-1], anno); else printf("il mese non e corretto.\n"); return 0; }

31 Crittografia Scriviamo un programma per criptare dei messaggi con il metodo di sostituzione Decidiamo un codice di crittografia: a ciascuna lettera associamo un preciso codice, ad esempio a b c d e f y z j k 5 l t w p 9 Scriviamo un programma che legge in input un messaggio di 5 parole e lo stampa a video criptato. Per semplicità usiamo solo lettere minuscole

32 #include<stdio.h> void encrypt (char parola[ ], char codice[ ]); /* funzione che cripta una parola usando il codice passato come secondo parametro */ int main( ) { int i; char conversione[26]= { j, k, 5, l, t, w, p, 9 }; // codice char frase[5][20]; // conterrà 5 parole lunghe al più 19 caratteri printf( Inserisci una frase di 5 parole: ); for(i=0; i<5; i++) { scanf( %s, frase[i]); // non serve & poiché frase[i] è un indirizzo encrypt(frase[i], conversione); }

33 printf( La frase criptata e ); for(i=0; i<5; i++) printf ( %s, frase[i]); printf( \n ); } /* fine del main */ /* prende una parola e la cripta sostituendo una lettera per volta */ void encrypt (char parola[ ], char codice[ ]) { } int i; for ( i=0 ; parola[i]!= \0 ; i++ ) return; parola[i] = codice[ parola[i] a ];

34 ESERCIZIO: Numeri Primi Si scriva una funzione C che calcola se un numero N è primo, utilizzando la seguente specifica definita ricorsivamente: - 2 è primo; -un numero N è primo se non è divisibile per alcun numero primo compreso fra 2 ed N/2.

35 SOLUZIONE: int div(n,m) { } return (N % M) == 0; int primo(int N) { int i, Trovato = 1; if (N == 2) return 1 else { for (i=2; i<=n/2; i++) if (primo(i)) Trovato = Trovato &&!div(n,i); return Trovato; } }

36 Esercizio Si realizzi un programma C che legga da standard input i dati relativi ai corsi tenuti presso una università. In particolare, per ogni corso vengono dati: - denominazione del corso: una stringa che riporta il nome del corso; - nome del docente: una stringa che rappresenta il nome del docente del corso; - cognome del docente: una stringa che rappresenta il cognome del docente del corso; - iscritti: un intero che indica il numero di studenti che frequentano il corso. Il programma deve stampare la denominazione ed il cognome relativi a tutti i corsi che hanno il numero di iscritti maggiore o uguale alla media aritmetica degli iscritti (calcolata su tutti i corsi).

37 Soluzione #include <stdio.h> #define N 300 struct stud { char denominazione[20]; char nome_docente[10]; char cognome_docente[15]; int studenti; } corsi[n]; main() { int i, somma, nc; float media; printf("inserisci il numero dei corsi "); scanf("%d", &nc);

38 /* inserimento dati */ for (i=0; i<nc; i++) { printf("inserisci il nome del corso "); scanf("%s",corsi[i].denominazione); printf("inserisci il nome del docente "); scanf("%s",corsi[i].nome_docente); printf("inserisci il cognome del docente "); scanf("%s",corsi[i].cognome_docente); printf("inserisci il numero degli iscritti"); scanf("%d",&corsi[i].studenti); }

39 somma=0; for (i=0; i< nc; i++) somma=somma + corsi[i].studenti; media=((float)somma)/nc; for (i=0; i< nc; i++) if (corsi[i].studenti>=media) printf("%s %s\n",corsi[i].denominazione, corsi[i].cognome_docente); }