Funzioni di Ingresso e Uscita

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1 Funzioni di Ingresso e Uscita 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

2 Stampa su video printf(stringa di controllo, elementi da stampare); printf () è l identificatore riservato alla funzione stringa di controllo (racchiusa tra ), contiene: caratteri alfanumerici da stampare a video caratteri di conversione e/o di formato (preceduti dal simbolo %): utilizzati per interpretare i valori degli elementi da stampare. Es. d, f, c, caratteri di controllo della stampa: caratteri ASCII a cui non corrisponde alcun simbolo stampabile, hanno effetti di formato di stampa, come linea nuova (\n), tabulazione (\t), ecc. SEMANTICA e FUNZIONAMENTO: printf (stringa di controllo, elementi da stampare); è la chiamata alla funzione, che fa partire l attivazione del sottoprogramma associato stampa i caratteri alfanumerici tra doppi apici e al posto dei caratteri di conversioni stampa il valore dell identificatore corrispondente nella lista da stampare I caratteri di controllo stampa posizionano il cursore nella posizione opportuna

3 Ingresso da Tastiera scanf(stringa controllo, lista di variabili) scanf() è l identificatore riservato alla funzione stringa di controllo (racchiusa tra ), contiene: caratteri di conversione e/o di formato (preceduti dal simbolo %): utilizzati per interpretare i valori degli elementi letti da tastiera, che devono essere memorizzati nelle variabili. Es. d, f, c, variabili a cui associare il valore letto: lista di identificatori di variabili. Le variabili devono essere indicate tramite il loro indirizzo (&nome_var). La lista è ordinata rispetto ai caratteri di conversione SEMANTICA e FUNZIONAMENTO scanf(stringa controllo, lista di variabili); è la chiamata alla funzione che attiva l esecuzione del programma associato ad ogni pressione di un tasto, la funzione visualizza su video il carattere alfanumerico premuto la sequenza di tasti premuti deve terminare con la pressione del tasto Invio la funzione assegna alle variabili il valore binario del carattere letto

4 I tipi di dati nelle operazioni di I/O printf( "%d è uguale a %d\n", num1, num2); stringa di controllo tipo dell elemento da stampare %d intero decimale %f floating point %c carattere %s stringa Altri caratteri di controllo: \n (a capo) \t (tabulatore) \ (carattere di escape: permette di visualizzare effetivamente il carattere che lo segue) (es. \, \, \%, \\) scanf( "%d%c%d", &giorno, &mese, &anno ); Nota: nella scanf le variabili vanno precedute da & (ampersand) (vedremo poi perché!)

5 Costrutti di controllo dell esecuzione Istruzioni del linguaggio C Istruzioni di assegnamento Istruzioni composte Costrutti di controllo (istruzioni condizionali e cicliche) Istruzioni di ingresso e uscita Chiamate di sottoprogrammi (funzioni) Istruzioni composte (blocchi di istruzioni): successione di istruzioni racchiuse tra parentesi graffe istruzione1; istruzione2;

6 Scrivere un programma Prima: Aver capito bene il problema i problemi si risolvono eseguendo una serie di azioni in un certo ordine Aver impostato l algoritmo un algoritmo specifica una procedura in termini di azioni da eseguire e ordine di esecuzione Durante: Capire quali costrutti usare Usare buoni principi di programmazione (programmazione strutturata)

7 Teorema di Bohm e Jacopini Tutti i programmi possono essere scritti in termini di tre strutture di controllo: Sequenza: parti di programma eseguite sequenzialmente. Selezione: istruzioni che permettono di prendere strade diverse in base a una condizione (costrutti if). Iterazione: istruzioni che permettono di eseguire ripetutamente un certo insieme di altre istruzioni (costrutti di tipo do e for).

8 Somma dei primi N naturali (0 escluso) INIZIO LEGGI N S=0 I=1 S=S+I SI I=I+1 I>N NO SCRIVI:LA SOMMA E S FINE

9 Istruzioni condizionali Selezione semplice Sintassi if (<condizione>) <blocco> <istruzione> vera Condizione blocco istruzione falsa Selezione doppia Sintassi if (<condizione>) <blocco1> else <blocco2> <istruzione> vera Condizione falsa blocco1 blocco2 istruzione

10 Istruzioni annidate if (<condizione1>) if (<condizione2>) istr1; else istr2; istr3; else viene automaticamente associato all ultimo if aperto! if (<condizione1>) if (<condizione2>) istr1; else istr2; istr3;

11 Costrutti di selezione if Svolge l azione se la condizione è vera (true). if/else Svolge due azioni distinte se la condizione è true oppure se la condizione è false Pseudocodice: If il voto dello studente è maggiore o uguale a 60 Stampa Promosso else Stampa Respinto Notare la convenzione relativa all indentazione C : if ( grade >= 60 ) printf( "Promosso\n"); else printf( Respinto\n");

12 Istruzioni condizionali (selezione semplice) #include <stdio.h> /* Calcolo del valore assoluto */ int main() int numero, valass; /*dichiarazione delle variabili*/ printf( Calcolo Valore Assoluto\n\n ); printf( Inserisci Numero Intero: ); scanf ( %d,&numero); /*acquisizione valori */ if (numero < 0) valass = 0-numero; if (numero >= 0) valass = numero; printf( Numero: %d\n,numero); /*output */ printf( Valore assoluto: %d\n,valass);

13 Istruzioni condizionali (selezione doppia) #include <stdio.h> /* Calcolo del valore assoluto */ int main() int numero, valass; /*dichiarazione delle variabili*/ printf( Calcolo Valore Assoluto\n\n ); printf( Inserisci Numero Intero: ); scanf ( %d,&numero); /*acquisizione valori */ if (numero < 0) valass = 0-numero; else valass = numero; printf( Numero: %d\n,numero); /*output */ printf( Valore assoluto: %d\n,valass);

14 Costrutti Ciclici Indicano che un blocco di istruzioni va rieseguito ciclicamente Elementi di un costrutto ciclico: Inizializzazione Le variabili interessate, e soprattutto quelle usate nella condizione del ciclo, devono essere inizializzate prima della valutazione della condizione Test Deve essere prevista una valutazione della condizione di permanenza nel ciclo, che determini la ripetizione o la terminazione del ciclo Modifica Almeno una delle variabili della condizione deve essere modificata all interno del ciclo, in modo che prima o poi la condizione di ripetizione diventi falsa, causando la terminazione del ciclo

15 Iterazione: il flusso di controllo ciclico Variabile di controllo: inizializzata prima di entrare nel ciclo Condizione di permanenza nel ciclo: a condizione iniziale a condizione finale Modifica della variabile di controllo: avviene nel corpo del ciclo

16 Costrutti ciclici Ciclo a condizione iniziale Sintassi while (<condizione>) <blocco> <istruzione> vera Condizione blocco istruzione falsa Ciclo a condizione finale Sintassi do <blocco> while (<condizione>); <istruzione> vera blocco Condizione falsa istruzione

17 Istruzioni iterative: ciclo a condizione iniziale 1. Leggi(N) 2. If N < 0 then End 3. S=0 4. I=1 5. while(i <= N) do 6. S=S+I 7. I=I+1 8. Scrivi( La somma e S) 9. End #include <stdio.h> /* Somma primi N naturali */ int main() int N, S, I; printf( Inserisci N: ); scanf ( %d,&n); /*input */ if (N >= 0) S=0; I=1; while (I <= N) S=S+I; I=I+1; printf( \nla somma è %d\n,s);

18 Istruzioni iterative: ciclo a condizione finale #include <stdio.h> /* Somma primi N naturali */ void main() int N, S, I; printf( Inserisci N: ); scanf ( %d,&n); /*input */ if (N > 0) /* Accetto solo N positivo */ S=0; I=1; do S=S+I; I=I+1; while(i <= N); /* esce dal ciclo dopo averlo eseguito almeno una volta */ printf( \nla somma è %d\n,s);

19 Un passo ulteriore nella codifica degli algoritmi Verifica dei dati di ingresso: segnalazione dei valori inaccettabili e del motivo Fa parte della gestione dell interazione con l utente: alcune volte più complicata dell algoritmo stesso che risolve il problema

20 Area di un triangolo #include <stdio.h> /* Calcolo dell area di un triangolo*/ int main() int base,altezza,area;/*dichiarazione delle variabili*/ printf( Area del triangolo\n\n ); printf( Inserisci Base: ); scanf ( %d,&base); /*acquisizione valori */ printf( Inserisci Altezza: ); scanf ( %d,&altezza); /*input */ area = (base * altezza)/2; /*calcolo dell area */ printf( Base: %d\n,base); /*output */ printf( Altezza: %d\n,altezza); printf( Area: %d\n,area);

21 Verifica dati d ingresso #include <stdio.h> /* Calcolo dell area di un triangolo */ void main() int base,altezza,area; /*dichiarazione delle variabili*/ printf( Area del triangolo\n\n ); printf( Inserisci Base: ); scanf ( %d,&base); /*acquisizione valori */ printf( Inserisci Altezza: ); scanf ( %d,&altezza); /*input */ if (base>=0 && altezza>=0) area = (base * altezza)/2; /* caso valori d ingresso accettabili */ printf( Base: %d\n,base); /*output */ printf( Altezza: %d\n,altezza); printf( Area: %d\n,area); else printf( Valori non accettabili );

22 Un problema più generale La verifica dei dati di ingresso è un aspetto della tecnica di raffinamento dell algoritmo per passi successivi: Si trascurano volontariamente alcuni dettagli Ci si concentra sul problema fondamentale In seguito si introducono successivi miglioramenti

23 Formulazione di un algoritmo (Ciclo controllato da un contatore) Il corpo del ciclo viene ripetuto fino a quando la variabile contatore raggiunge un valore definito. Il valore è definito: il numero di ripetizioni è noto. Esempio: Una classe di 10 studenti ha ottenuto i voti di un compito. Trovare la media di questi voti.

24 Raffinamenti successivi Raffinamento Top-down: Si comincia con una rappresentazione in pseudocodice del top: Determinare la media della classe Si divide il top in sottoproblemi da risolvere (in ordine): Inizializzazione variabili Input, somma e conteggio dei voti Calcolo e output della media Pseudocodice: Inizializzare il totale a zero Inizializzare il contatore a uno While contatore minore o uguale a dieci Leggi il prossimo voto Aggiungi il voto al totale Aggiungi uno al contatore Calcola la media (uguale a totale diviso per 10) Stampa la media

25 1 /* 2 Programma per il calcolo della media di una classe 3 ciclo controllato da un contatore */ 4 #include <stdio.h> 5 6 int main() 7 8 int counter, grade, total, average; 9 10 /* inizializzazione */ 11 total = 0; 12 counter = 1; /* elaborazione */ 15 while ( counter <= 10 ) 16 printf( "Prossimo voto: " ); 17 scanf( "%d", &grade ); 18 total = total + grade; 19 counter = counter + 1; 1. Initialize Variables 2. Execute Loop Output results 22 /* terminazione */ 23 average = total / 10; 24 printf( Media della classe %d\n", average );

26 Prossimo voto: 8 Prossimo voto: 6 Prossimo voto: 5 Prossimo voto: 7 Prossimo voto: 3 Prossimo voto: 9 Prossimo voto: 7 Prossimo voto: 9 Prossimo voto: 3 Prossimo voto: 4 Media della classe 6 Output del programma (attenzione al troncamento!!!)

27 Formulazione dell algoritmo per raffinamenti successivi Il problema diventa: Sviluppare un programma che accetta UN NUMERO ARBITRARIO di voti. Come si fa a decidere QUANDO terminare? Valoresentinella Indicata fine dell input Il ciclo finisce quando il valore sentinella viene inserito Deve essere scelto in modo da non confonderlo con i valori normali (es. -1 in questo caso)

28 Ancora raffinamenti successivi (le fasi sono le stesse) Inizializzazione variabili (raffinato in: ) Inizializzare il totale a zero Inizializzare il contatore a zero Input, somma e conteggio dei voti (raffinato in: ) Leggi prossimo voto (potrebbe essere la sentinella) While l utente non ha ancora immesso la sentinella Aggiungi il voto al totale Aggiungi uno al contatore Leggi prossimo voto (potrebbe essere la sentinella) Calcolo e output della media (raffinato in: ) If il contatore è diverso da zero Calcola la media (uguale a totale diviso per il valore del contatore) Stampa la media else Stampa: Non è stato immesso alcun voto

29 1 /* 2 Programma per il calcolo della media di una classe 3 ciclo controllato da sentinella */ 4 #include <stdio.h> 5 6 int main() 7 8 float average; /* nuovo tipo di dato */ 9 int counter, grade, total; /* initializzazione */ 12 total = 0; 13 counter = 0; /* elaborazione */ 16 printf( "Prossimo voto, -1 per teminare: " ); 17 scanf( "%d", &grade ); while ( grade!= -1 ) 20 total = total + grade; 21 counter = counter + 1; 22 printf( "Prossimo voto, -1 per teminare: " ); 23 scanf( "%d", &grade ); 24

30 25 26 /* terminazione */ 27 if ( counter!= 0 ) 28 average = ( float ) total / counter; 29 printf( " Media della classe %.2f", average ); else 32 printf( " Non è stato immesso alcun voto \n" ); Prossimo voto, -1 per teminare: 7 Prossimo voto, -1 per teminare: 9 Prossimo voto, -1 per teminare: 9 Prossimo voto, -1 per teminare: 8 Prossimo voto, -1 per teminare: 7 Prossimo voto, -1 per teminare: 6 Prossimo voto, -1 per teminare: 8 Prossimo voto, -1 per teminare: 8 Prossimo voto, -1 per teminare: -1 Media della classe 7.75

31 Strutture di controllo nidificate (ciclo) Problema Un college ha una lista di risultati di test (1 = passato, 2 = respinto) per 10 studenti. Scrivere un programma che analizza i risultati: se passano più di 8 studenti, stampa Alzare la retta Note: Il programma deve analizzare 10 risultati: ciclo controllato da un contatore Possono essere usati due contatori, uno per il numero di studenti passati, uno per i respinti Ogni risultato è 1 oppure 2: se non è 1, assumiamo che sia 2.

32 Strutture di controllo nidificate (ciclo) (II) Livello top: Analizzare i risultati e decidere se bisogna alzare la retta Primo Raffinamento Inizializza variabili Leggi i dieci risultati e conta passati e respinti Stampa riassunto dei risultati e decidi se alzare la retta

33 Strutture di controllo nidificate (ciclo) (III) Inizializza variabili : Inizializza passati a zero Inizializza respinti a zero Inizializza contatore studenti a uno Leggi i dieci risultati e conta passati e respinti While contatore studenti minore o uguale a dieci Leggi prossimo risultato If lo studente è passato Aggiungi uno ai passati else Aggiungi uno ai respinti Aggiungi uno al contatore studenti Stampa riassunto dei risultati e decidi se alzare la retta Stampa numero di passati Stampa numero di respinti If più di 8 studenti sono passati Stampa Alzare la retta

34 1 /* 2 Analisi dei risultati d esame */ 3 #include <stdio.h> 4 5 int main() 6 7 /* inizializzazione nella dichiarazione */ 8 int passes = 0, failures = 0, student = 1, result; 9 10 /* ciclo controllato dal contatore */ 11 while ( student <= 10 ) 12 printf( Introdurre un risultato ( 1=passato,2=respinto ): " ); 13 scanf( "%d", &result ); if ( result == 1 ) /* if/else nidificato nel while */ 16 passes = passes + 1; 17 else 18 failures = failures + 1; student = student + 1; printf("passati %d\n", passes ); 24 printf( Respinti %d\n", failures ); if ( passes > 8 ) 27 printf( Alzare la retta\n" );

35 Introdurre un risultato (1=passato,2=respinto): 1 Introdurre un risultato (1=passato,2=respinto): 2 Introdurre un risultato (1=passato,2=respinto): 2 Introdurre un risultato (1=passato,2=respinto): 1 Introdurre un risultato (1=passato,2=respinto): 1 Introdurre un risultato (1=passato,2=respinto): 1 Introdurre un risultato (1=passato,2=respinto): 2 Introdurre un risultato (1=passato,2=respinto): 1 Introdurre un risultato (1=passato,2=respinto): 1 Introdurre un risultato (1=passato,2=respinto): 2 Passati 6 Respinti 4 Output

36 Ciclo FOR Ciclo a conteggio Cont = val_iniziale; while (cont <= val_finale) <istruzioni del corpo del ciclo> cont=cont+1; Ciclo for: costrutto ciclico del C che racchiude inizializzazione, test, e modifica della variabile di controllo Sintassi for (espr1; espr2; espr3) <corpo del ciclo> <istruzione> espressione1: definisce il valore iniziale della variabile di controllo del ciclo espressione2: definisce la condizione sul valore finale della variabile di controllo espressione3: definisce la modifica della variabile di controllo espr1 espr2 vera blocco espr3 istruzione falsa for (cont=val_iniziale; cont<=val_finale; cont++) <corpo del ciclo> <istruzione>

37 Alternativa per N >=0 #include <stdio.h> /* Somma primi N naturali */ int N, S, I; int main() int N, S, I; printf( Inserisci N: ); scanf ( %d,&n); /*input */ if (N >= 0) /* Verifica dati d ingresso */ S=0; for (I=0; I <= N; I++) /* notare inizio I=0 */ S=S+I; printf( \nla somma è %d\n,s);

38 Calcolo del fattoriale #include <stdio.h> /* Calcolo n fattoriale per n positivo */ int main() int n, fatt, m; printf( Inserisci n: ); scanf ( %d,&n); /*input */ if(n > 0) /* Verifica dati d ingresso */ fatt = 1; for (m=n; m>=2; m--) /* notare m viene decrementato */ fatt = fatt * m; printf( Il fattoriale di %d è:%d\n,n,fatt);

39 Calcolo del fattoriale #include <stdio.h> /* Calcolo n fattoriale per n positivo */ int main() int n, fatt, m; printf( Inserisci n: ); scanf ( %d,&n); /*input */ if(n > 0) /* Verifica dati d ingresso */ fatt = 1; for (m=2; m<=n; m++) /* notare m viene incrementato */ fatt = fatt * m; printf( Il fattoriale di %d è:%d\n,n,fatt);

40 Calcolo del fattoriale (uso del while) #include <stdio.h> /* Calcolo n fattoriale */ int main() int n, fatt, m; printf( Inserisci n: ); scanf ( %d,&n); /*input */ if (n > 0) /* Verifica dati d ingresso */ fatt = n; m=n; /* esp 1 */ while (m>2) /* esp 2 */ fatt = fatt * (m-1); m--; /* esp 3 */ printf( Il fattoriale di %d è:%d\n,n,fatt);