Stringhe. Unità 8. Domenico Daniele Bloisi. Corso di Programmazione e Metodi Numerici Ingegneria Aerospaziale BAER

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1 Corso di Programmazione e Metodi Numerici Ingegneria Aerospaziale BAER Domenico Daniele Bloisi

2 Docenti Metodi Numerici prof. Vittoria Bruni Programmazione prof. Domenico Daniele Bloisi Sito del corso Nota: %7E corrisponde alla tilde ~ Pagina 2

3 Orario delle Lezioni Lunedì Martedì Giovedì Venerdì Aula 15, Via Scarpa 14 Pagina 3

4 Informazioni Generali Ing. Domenico Daniele Bloisi, PhD Dipartimento di Ingegneria Informatica Automatica e Gestionale Via Ariosto 25 (adiacente Piazza Dante, A fermate Manzoni, Vittorio Emanuele, Tram 3 fermata via Labicana) mailto:bloisi@dis.uniroma1.it Pagina 4

5 Ricevimento Martedì DIS via Ariosto 25 Aula docenti adiacente aula A4 Si consiglia di inviare una per conferma e di controllare preventivamente la bacheca degli avvisi Pagina 5

6 Sommario Array di caratteri: char * La classe string Allocazione dinamica di oggetti Input/output tramite files Pagina 6

7 Array di caratteri Un caso particolare di array è quello costituito da caratteri. Infatti, le sequenze di caratteri servono per gestire testi. In C si usa il termine stringa per indicare gli array di caratteri. La libreria <cstring> offre alcune funzioni speciali per gli array di caratteri. Pagina 7

8 Rappresentazione di stringhe Nel linguaggio C una stringa è rappresentata mediante un array di caratteri terminante con il carattere speciale '\0' (codice ASCII = 0), che quindi funge da terminatore di stringa. In questo modo è possibile conoscere la lunghezza di una stringa contando il numero di caratteri che precedono il carattere '\0'. Pagina 8

9 Esempio #include <iostream> #include <cstdlib> using namespace std; Questo programma stampa Hello int main() { const int N = 25; char s[n]; s[0] = 'H'; s[1] = 'e'; s[2] = 'l'; s[3] = 'l'; s[4] = 'o'; s[5] = '\0'; // terminatore stringa cout << s << endl; return EXIT_SUCCESS; } Pagina 9

10 Esempio #include <iostream> #include <cstdlib> using namespace std; Questo programma stampa Hello???????????????????? int main() { const int N = 25; char s[n]; s[0] = 'H'; s[1] = 'e'; s[2] = 'l'; s[3] = 'l'; s[4] = 'o'; // mancato inserimento // del terminatore stringa cout << s << endl; return EXIT_SUCCESS; } Pagina 10

11 costanti Pagina 11

12 e caratteri Pagina 12

13 Inizializzazione tramite stringa costante #include <iostream> #include <cstdlib> using namespace std; int main() { char str[10] = "some text"; cout << str; return EXIT_SUCCESS; } Pagina 13

14 Inizializzazione tramite stringa costante Pagina 14

15 Inizializzazione tramite stringa costante error: initializer-string for array of chars is too long Pagina 15

16 Esempio #include <iostream> using namespace std; int main() { char str[10] = "some text"; cout << str << endl; cout << "dimensione di str = " << sizeof(str) << endl; char s[] = {'g', 'u', 'a', 'r', 'd', 'a'}; cout << s << endl; cout << "dimensione di s = " << sizeof(s) << endl; } Pagina 16

17 Possibile output some text dimensione di str = 10 guardasome text dimensione di s = 6 Manca il carattere di terminazione '\0' dopo l ultima 'a' di guarda Pagina 17

18 Modifica esempio #include <iostream> using namespace std; carattere speciale '\0' int main() { char str[10] = "some text"; cout << str << endl; cout << "dimensione di str = " << sizeof(str) << endl; char s[] = {'g','u','a','r','d','a','\0'}; } cout << s << endl; cout << "dimensione di s = " << sizeof(s) << endl; Pagina 18

19 Output some text dimensione di str = 10 guarda dimensione di s = 7 Pagina 19

20 e array Pagina 20

21 Dimensione delle stringhe Per le stringhe rappresentate come array di caratteri, bisogna distinguere tra la dimensione dell array (staticamente determinato alla sua creazione) la lunghezza della stringa, che può invece variare a tempo di esecuzione. Pagina 21

22 Dimensione delle stringhe const int N = 256; char s[n]; s[0]='h'; s[1]='e'; s[2]='l'; s[3]='l'; s[4]='o'; s[5]='\0'; // terminatore stringa La dimensione dell array è 256 La dimensione della stringa è 5 Pagina 22

23 Dimensione delle stringhe La lunghezza (dimensione) della stringa deve essere sempre minore o uguale della dimensione dell array meno uno (perché bisogna considerare sempre il carattere terminatore della stringa). In caso contrario, si ha un accesso fuori dalla zona di memoria allocata alla stringa con conseguente possibilità di errori. Pagina 23

24 Dimensione delle stringhe Il calcolo della lunghezza di una stringa, cioè il conteggio dei caratteri che precedono il terminatore di stringa, si effettua tramite la funzione strlen (vedi dopo). Tale funzione è però inefficiente (perché richiede un ciclo di scansione di tutta la stringa); quindi, a volte, si preferisce usare un argomento esplicito che contiene la lunghezza della stringa. Pagina 24

25 Funzione strlen size_t strlen( const char *str ); restituisce la lunghezza del parametro str. E una funzione definita in <cstring> Pagina 25

26 Esempio strlen #include <iostream> #include <cstring> #include <cstdlib> using namespace std; int main() { char str[100] = "test string"; cout << sizeof(str) << endl; cout << strlen(str) << endl; return EXIT_SUCCESS; } Output Pagina 26

27 Una implementazione di strlen size_t strlen(const char *str) { const char* s = str; for( ; *s; ++s); return(s str); } Verificare per esercizio la correttezza di questa implementazione Pagina 27

28 Esempio: contare le occorrenze di una lettera in una stringa Scrivere una funzione che, presi come parametri una stringa (sotto forma di array di caratteri) ed un carattere c, restituisca il numero di occorrenze di c nella stringa. Pagina 28

29 Esempio: contare le occorrenze di una lettera in una stringa int contalettera (const char s[], int N, char c) { int numlettera = 0; int pos = 0; while (pos < N) { if (s[pos] == c) numlettera++; pos++; } return numlettera; } Nota: quando la stringa non deve essere modificata dalla funzione si usa la definizione di parametro di tipo const, che indica appunto che la funzione non potrà modificare la stringa. Pagina 29

30 Versione con strlen int contalettera (const char *s, char c) { int numlettera = 0; int pos = 0; int N = strlen(s); while (pos < N) { if (s[pos] == c) numlettera++; pos++; } return numlettera; } Pagina 30

31 Esempio: codifica di una stringa Scrivere una funzione che, presi come parametri una stringa (sotto forma di array di caratteri) ed un intero d, restituisca la stringa opportunamente codificata. La codifica è ottenuta sostituendo ciascun carattere con il carattere che ha codice pari al codice del carattere da sostituire incrementato di d. Esempio "ciao" con d=3 diventerà "fldr" Pagina 31

32 Esempio: codifica di una stringa void codifica(const char *str, char *strris, int d) { int N = strlen(str); for (int i = 0; i < N; i++) strris[i] = d + str[i]; strris[n]='\0'; // terminatore di stringa return; } Provare a verificare cosa accade con la stringa zzz in ingresso Pagina 32

33 Note Nota 1: il primo dei due parametri di tipo array di caratteri ha il ruolo di input, ed è quindi dichiarato const, mentre il secondo ha il ruolo di output e non può essere dichiarato const in quanto verrà modificato. Nota 2: nell istruzione strris[i] = d + str[i]; c è una conversione implicita ad intero per poter effettuare la somma e poi una conversione di nuovo a carattere per memorizzare il risultato. Nota 3: in questa funzione si assume che sia stata già allocata memoria per la stringa di output strris di dimensione almeno pari a quella di str. Inoltre, è necessario aggiungere il carattere '\0' per terminare la stringa di output. Pagina 33

34 Esempio: lunghezza della più lunga sottosequenza Realizzare una funzione che prenda in ingresso una stringa s (sotto forma di array di caratteri), che si può supporre essere costituita dai soli caratteri '0' e '1', e restituisca la lunghezza della più lunga sottosequenza di s costituita da soli '0' tutti consecutivi. Pagina 34

35 Esempio: lunghezza della più lunga sottosequenza Se la stringa passata come parametro è " ", allora la più lunga sottosequenza di soli '0' è quella sottolineata, che ha lunghezza 3. Pagina 35

36 Sottosequenza int sottosequenza(const char * s) { char bit; // l elemento corrente della sequenza int cont = 0; // lunghezza attuale della sequenza di zeri int maxlung = 0; // valore temporaneo della massima lunghezza int N = strlen(s); // lunghezza della stringa for (int i = 0; i < N; i++) { bit = s[i]; if (bit == '0') { // e stato letto un altro '0' cont++; // aggiorna la lunghezza della sequenza // corrente if (cont > maxlung) // se necessario, aggiorna // il massimo temporaneo maxlung = cont; } else // e stato letto un '1' cont = 0; // azzera la lunghezza della sequenza //corrente } return maxlung; } Pagina 36

37 Input/Output sulle stringhe Per l input tramite il flusso di input standard cin si usa la funzione istream& getline(char* buffer, streamsize num); la quale legge tutti i caratteri fino alla fine della linea. Per l output di stringhe rappresentate mediante array di caratteri si può usare il flusso di output standard cout. const int N=256; char s[n]; cin.getline(s, N); cout << s << endl; Pagina 37

38 Operazioni sulle stringhe int strcmp(const char *str1, const char *str2); confronta due stringhe restituendo un valore < 0 se str1 precede str2, = 0 se str1 è uguale a str2, > 0 se str1 segue str2. char *strcpy(char *dest, const char *src); copia la stringa src in dest e restituisce dest; dest viene quindi modificata. Pagina 38

39 Operazioni sulle stringhe char *strcat(char *str1, const char *str2); concatena str2 alla fine di str1 e restituisce str1; str1 viene quindi modificata. char *strstr(const char *str1, const char *str2); restituisce il puntatore alla prima occorrenza della stringa str2 in str1, oppure NULL se str2 non compare come sotto-stringa di str1. Pagina 39

40 La classe string In C++ esiste la possibilità di utilizzare un tipo di dato appositamente definito per le stringhe. Tale tipo viene realizzato tramite una classe predefinita. i valori del tipo di dato definito tramite una classe prendono il nome di oggetti; le operazioni che si possono eseguire sulle stringhe sono denominate metodi. Pagina 40

41 Invocazione di metodi Sintassi oggetto.operazione (parametri) oggetto è una espressione che restituisce un oggetto (ad es. una variabile di classe string) operazione è un metodo definito nella classe parametri sono i parametri passati al metodo che devono corrispondere alla specifica dell intestazione del metodo Pagina 41

42 Invocazione di metodi Semantica viene valutato l'oggetto vengono valutati i parametri viene eseguito il metodo che restituisce un risultato, come specificato nell'intestazione del metodo. Pagina 42

43 Esempio string s = "ciao"; cout << s.size(); Invocazione del metodo size sull'oggetto s, restituisce la lunghezza della stringa, cioè 4, che viene visualizzato. Pagina 43

44 Costruttore Sintassi nomeclasse nomevariabile(parametri); nomeclasse(parametri) è la segnatura di un particolare metodo detto costruttore. Tale metodo ha il nome della classe a cui appartiene. nomevariabile è la variabile in cui viene memorizzato l'oggetto creato. Nota: una stessa classe può avere molti costruttori che differiscono per numero e tipo dei parametri (overloading dei costruttori). Pagina 44

45 Costruttore Semantica L'invocazione di un costruttore restituisce un nuovo oggetto della classe a cui il costruttore appartiene facendo uso dei parametri passati al costruttore stesso. string s("prova"); Pagina 45

46 Esempio: creazione di stringhe // creazione di stringhe string t("burger"); // tramite costruttore string s = "ham"; // tramite stringa C string y = s; // tramite l assegnazione cout << "s = " + s << endl; // ham cout << "t = " + t << endl; // burger cout << "y = " + y << endl; // ham Pagina 46

47 La concatenazione di stringhe La concatenazione di stringhe si ottiene con il metodo append, ma si può usare anche il simbolo +. s + "yyy" s.append("yyy") in pratica, corrisponde all'operatore +=. Pagina 47

48 Esempio (continua): concatenazione // concatenazione "ham" + "burger" string x = s + t; // hamburger string u = s.append(t); // modifica anche s cout << "u = " + u << endl; // hamburger cout << "s = " + s << endl; // hamburger cout << "x = " + x << endl; // hamburger Pagina 48

49 Esempio (continua): sottostringa // substring di "hamburger" string v,z,w; v = u.substr(0,3); z = u.substr(3); w = u.substr(); // copia cout << "v = " + v << endl; cout << "z = " + z << endl; Pagina 49

50 Esempio (continua): accesso ai singoli caratteri // iniziale di "hamburger" cout << "s[0] = " << s[0] << endl; cout << "s.at(0) = " << s.at(0) << endl; // iniziale maiuscola s[0] = 'H'; cout << "s = " + s << endl; Pagina 50

51 Stringa vuota string s = ""; string s(); Nota: attenzione a non confondere la stringa vuota con il valore NULL. Pagina 51

52 Confronto tra stringhe Per verificare se due stringhe (ovvero, due oggetti della classe string) sono uguali si può usare l'operatore ==. Esempio string input;... if (input == "SI") {... } Pagina 52

53 Esercizio Esercizio 8.1 Scrivere un programma che utilizzi la funzione sottosequenza con input stampando a video il risultato ottenuto Pagina 53

54 Esercizi Esercizio 8.2 Scrivere una funzione che, data una stringa, ne restituisca l ultimo carattere. Pagina 54

55 Esercizi Esercizio 8.3 Scrivere un programma che legga da input una linea contenente una domanda a risposta SI/NO senza simboli di punteggiatura, e stampi una risposta alla domanda in base alle seguenti regole: 1. se la frase inizia e finisce con una vocale la risposta è "FORSE" 2. se l ultima lettera della frase è "a", "i", oppure "u", la risposta è "SI 3. se l ultima lettera della frase è "e" oppure "o", la risposta è "NO 4. se l ultima lettera della frase è un carattere diverso da "a", "e", "i", "o", "u", la risposta è "NON SO" Nota: quando si applicano due regole, la risposta si ottiene facendo la concatenazione delle risposte. Pagina 55