Array k-dimensionali

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1 Informatica B a.a 2005/06 (Meccanici 4 squadra) Scaglione: da PO a ZZZZ PhD. Ing. Michele Folgheraiter Array k-dimensionali In C è possibile definire array con più dimensioni (ANSI C massimo k=12), per esempio, qualora k=2 e gli elementi dell array sono dei numeri abbiamo la giusta rappresentazione per le matrici. Definiti i valori per il numero di righe n e di colonne m possiamo dichiarare una matrice di interi in questo modo: int Matrice[n][m]; Per assegnare l elemento (i,j)-esimo della matrice scriveremo semplicemente: Matrice[i][j]= valore; 1

2 Possiamo inizializzare gli elementi della matrice contestualmente alla sua dichiarazione: float Matrice[4][3]={{2, 3, 4},{2, 4,5},{1, 3 5},{2 45 3}}; Se vogliamo inizializzare tutti i sui elementi a zero basterà scrivere semplicemente: float Matrice[4][3]={0}; Anche per le matrici valgono le stese regole dei vettori: int M1[3][3]={0}, M2[3][3]={0}; M1=M2; \* Errore*\ if(m1<m2); \*Errore*\ Es: scrivere un programma che acquisisce due matrice 3X3, ne esegue la somma, e visualizza il risultato: 2

3 2 3 3

4 I Puntatori I puntatori sono delle variabile che come valore contengono degli indirizzi di memoria. Nel linguaggio C sono utilizzati per: Creare strutture dati dinamiche: le dimensioni dei dati possono variare durante l esecuzione del programma (per esempio la dimensione di un DataBase). Permettono di eseguire la chiamata a funzioni per riferimento (anziché per valore) Es: A BPtr B Dichiarazione del puntatore: possiamo dichiarare un puntatore ad una variabile usando l operatore unario di deriferimento * A int A, B, *BPtr; BPtr B Assegnamento del valore ad una variabile puntatore: possiamo assegnare l indirizzo di una variabile al puntatore mediante l operatore unario di indirizzo &. A BPtr=&B; BPtr B 4

5 Es: memoria: int a,*aptr; a=9; aptr=&a;... 0FA aptr a printf( %p,&aptr); printf( %d,*aptr); printf( %p,aptr); Es: int a,*aptr; a=9; 1 2 equivalenti Es: int *aptr,a; aptr=&a; *aptr=9; a aptr 1 aptr a a 9 aptr 2 aptr &a a 3 aptr a &a 9 5

6 Inizializzazione puntatori: i puntatori possono essere inizializzati, di solito vengono inizializzati a NULL (costante simbolica definita in stdio.h) Es: float *puntatore=null; oppure float *puntatore; puntatore=null; Operazioni sui puntatori: Essendo delle variabili, possiamo applicare gli operatori di somma, differenza, prodotto, divisione, gli operatori relazionali <,>,<=,>=,==, e gli operatori unari di indirizzo & e deriferimento * Es: int a,*aptr,b,*bptr; a=4; b=6; aptr=&a; bptr=&b; bptr=aptr; puntatore Es2: int a,*aptr,b,*bptr; a=4; b=6; aptr=&a; bptr=&b; *bptr=*aptr; Rischi della programmazione con puntatori: l utilizzo dei puntatori permette di gestire con una certo grado di flessibilità i dati, tuttavia delle volte può portare a degli errori difficili da rilevare: Es: int a,b,*aptr,*bptr; aptr=&a; bptr=&b; *aptr=8; *bptr=5; aptr=bptr; *bptr=7; 6

7 Array e puntatori Gli array e i puntatori sono strettamente correlati in C. Anzitutto il nome di un array è un puntatore. Esso punta alla prima cella dell array. es: int v[5]; int *vptr; v vptr v[0] v[1] v[2] v[3] v[4] Possiamo far puntare vptr al primo elemento del vettore in due modi diversi: vptr=v; oppure v vptr=&v[0]; v[0] v[1] v[2] v[3] v[4] vptr Oss: l aritmetica dei puntatori in generale non corrisponde all aritmetica regolare. es: EEEE 16 = =64Kbyte EEE0 EEE2 EEE4 EEE6 EEE8 vptr=&v[0]; vptr=vptr+1; v[0] v[1] v[2] v[3] v[4] printf ( %p,vptr); EEE2 Oss: Le due aritmetiche coincidono solo se il puntatore fa riferimento a un elemento di tipo char (in quanto ogni carattere è rappresentato mediante un solo byte). EEE0 EEE1 EEE2 EEE3 EEE4 char string[5], *stringptr; stringptr=string; stringptr+=2; printf( %p,stringptr); s[0] s[1]? s[2] s[3] s[4] 7

8 Le variabili puntatore possono essere sottratte l una dall altra: es: int vet[5], *vptr1, *vptr2, *xptr; vptr1=&vet[0]; vptr2=&vet[4]; xptr=vptr2-vptr1; 0004 printf( %p,xptr); Attenzione che ad xptr non viene assegnata la differenza dei due indirizzi. Ad xptr viene assegnato il numero di elementi (interi) compresi tra l indirizzo rappresentato da vptr1 e l indirizzo rappresentato da vptr2. Altrimenti il risultato sarebbe stato: Oss: L identificatore di un array può essere considerato come un puntatore costante, quindi non è possibile modificarne il valore. Se consideriamo un array e usiamo un puntatore al suo primo elemento: int a[5], *aptr; aptr=&a[0]; E possibile modificare gli elementi del vettore in due modi diversi: a[2]=4; Oppure *(aptr+2)=4; /*oppure*/ *(a+2)=4; 8

9 *(aptr+2)=4; Oss: le parentesi sono necessarie perchè l operatore * di deriferimento ha la precedenza sull operatore somma +. Il numero 2 rappresenta l offset dal puntatore. *aptr+2=4; /* Segnalerebbe errore */ L espressione: &a[3] Può essere ottenuta con aptr+3 I puntatori possono essere utilizzati in combinazione con gli indici, esattamente come i vettori (notazione con puntatore e indice): aptr[2] Punta al terzo elemento del vettore a equivale a: a[2] ES: stampare a video i valori del vettore a nei diversi modi possibili: vettore-indice, vettore-offset, puntatore-indice, puntatore-offset. int i, offset, a[]={1, 2, 3, 4}, *aptr; aptr=a;.. 9

10 2 I Sottoprogrammi (Funzioni e Procedure) Solitamente quando si creano nuovi tipi di dato è necessario definire anche delle nuove operazioni sul dato astratto. Es1: abbiamo visto per esempio che non possiamo utilizzare gli operatori di eguaglianza sui vettori e sulle strutture, potremmo però definire delle funzioni che permettono di verificare l eguaglianza elemento per elemento. Es2: Consideriamo il seguente ArchivioFatture così definito: typedef char String[20]; typeddef struct {int giorno; int mese; int anno;} Data; typedef struct {String destinatario; int importo; Data dataemissione;} Fattura; typedef struct {int numfatture; Fattura fatture[dim]} Archivio; Archivio archiviofatture; float costi, guadagno; A noi servirebbe una funzione che ci permette di calcolare il totale degli importi: guadagno= FatturatoTotale(archivioFatture) -costi; 10

11 typedef char String[20]; typeddef struct {int giorno; int mese; int anno;} Data; typedef struct {String destinatario; int importo; Data dataemissione;} Fattura; typedef struct {int numfatture; Fattura fatture[dim]} Archivio; Archivio archiviofatture; float costi, guadagno; Se non disponiamo di questa funzione dovremmo scrivere il pezzo di codice: Tuttavia se dobbiamo eseguire molte volte questa operazione, su diversi archivi, dobbiamo ogni volta ripetere il pezzo di codice. Visto che esiste la possibilità, in C, di definire infiniti tipi di dati diversi, risulta essere impossibile definire nel linguaggio standard tutte le infinite possibili operazioni che possono essere eseguite su questi dati astratti. Abbiamo quindi bisogno di un nuovo meccanismo: I sottoprogrammi: i sottoprogrammi sono dei programmi veri e propri che sono normalmente utilizzati dal programma principale. Il sottoprogramma deve essere definito: Operazione astratta che realizza. Come può essere identificato Quali parametri di ingresso uscita coinvolge (e di che tipo sono) 11

12 In C esistono due tipi di sottoprogrammi; Le Funzioni Le Procedure Prima di descrivere come definire un sottoprogramma vediamo la struttura completa del programma C: Struttura Completa Programma C Parte di direttive Parte dichiarativa Globale: dove si dichiarano delle variabili, costanti, tipi, prototipi di funzioni.. condivisi e usati dal programma principale e dai sottoprogrammi Il programma Principale: main Definizione di sottoprogrammi: funzioni e procedure Le Funzioni La struttura di una funzione è simile a quella di un programma Testata Parte dichiarativa locale Corpo (parte esecutiva) Testata: costituita dal tipo del risultato, dall identificatore del sottoprogramma, dalla lista dei parametri formali cui la funzione viene applicata con il relativo tipo. la lista dei parametri è racchiusa tra due parentesi tonde ogni dichiarazione di parametro è costituita da un identificatore di tipo e da un identificatore 12

13 Parte dichiarativa locale: situata subito dopo la parentesi graffa di apertura del corpo della funzione. In questa parte possiamo dichiarare nuovi tipi, costanti, variabili, funzioni locali. Questi oggetti servono per l elaborazione del dato astratto Corpo della funzione: dove si trovano le istruzioni di elaborazione dati, e una o più istruzioni di return seguite da delle espressioni. L istruzione di return assegna ad una variabile, di solito identificabile con il nome della funzione, il risultato dell elaborazione. Es: funzione per il calcolo del totale fatturato int FatturatoTotale (Archivio parametro) { int totale,i; totale=0; for(i=0; i<parametro.numfatture; i++) totale=totale+parametro.fatture[i].importo; return totale; } 13