Sommario. Note alla traduzione... xix

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1 Sommario Prefazione... xv L utilizzo del linguaggio C per insegnare a sviluppare programmi...xv Puntatori e organizzazione del testo...xvi Concetti di ingegneria del software...xvi Aspetti pedagogici...xvii Ringraziamenti...xviii Note alla traduzione... xix Capitolo 1 Introduzione ai calcolatori e alla programmazione I calcolatori elettronici, ieri e oggi L architettura del calcolatore... 5 Memoria... 6 L unità centrale di elaborazione... 9 I dispositivi di ingresso/uscita...10 Reti di calcolatori Il software del calcolatore...12 Il sistema operativo...12 Le applicazioni...14 Linguaggi per calcolatori...15 Eseguire un programma Il metodo di sviluppo del software...19 Il metodo di sviluppo del software...19 Attenzione: il fallimento fa parte del processo L applicazione del metodo di sviluppo del software Etica professionale per i programmatori...25 Privacy e uso improprio di dati...25 Violazioni (hacking)...25

2 vi Sommario Plagio e pirateria...26 Uso improprio delle risorse...26 Capitolo 2 Panoramica del linguaggio C Gli elementi del linguaggio C...32 Direttive al preprocessore...33 Riquadro della sintassi per le direttive al preprocessore...33 Sottoprogramma main...34 Termini riservati...35 Identificatori standard...35 Identificatori definiti dall utente...36 Lettere maiuscole e minuscole...37 Stile di programmazione La scelta dei nomi degli identificatori Le dichiarazioni di variabile e i tipi di dato...38 Dichiarazione di variabile...38 I tipi di dati...39 Le differenze tra tipi di dati numerici...40 Il codice ASCII Istruzioni eseguibili...43 I programmi in memoria...44 Istruzioni di assegnamento...44 Assegnamento a una variabile di tipo char...46 Operazioni di acquisizione/visualizzazione e sottoprogrammi...46 Il sottoprogramma printf...47 Il sottoprogramma scanf...49 Il costrutto return Forma generale di un programma C...52 Stile di programmazione Spazi nel codice...53 Commenti nei programmi...54 Stile di programmazione L uso dei commenti Espressioni aritmetiche...56 Gli operatori / e %...56 Tipo di dato di un espressione...58 Istruzioni di assegnamento con tipi misti...58 Conversione di tipo mediante il cast...59 Caratteri come interi...59 Espressioni con più operatori...60 Scrivere formule matematiche in C...63 Imprecisioni numeriche La formattazione di numeri in uscita dai programmi...69 La formattazione di valori di tipo int...69 La formattazione di valori di tipo double...70 Stile di programmazione Eliminare spazi bianchi extra Modalità interattiva, batch e file dati...71 Redirezione dell input...72 Stile di programmazione Echo o prompt...73 Redirezione dell output...73

3 Sommario vii 2.8 Errori comuni...74 Errori di sintassi...74 Errori di run-time...76 Errori non rilevati...76 Errori logici...79 Capitolo 3 Progettazione top-down mediante sottoprogrammi Costruire programmi a partire da informazioni esistenti Sottoprogrammi di libreria...94 Sottoprogrammi predefiniti e riuso del codice...94 Utilizzo del grigio per evidenziare nuovi costrutti...96 Le librerie di sottoprogrammi C...96 Uno sguardo in avanti Progettazione top-down e diagrammi di struttura Sottoprogrammi senza parametri Prototipi Definizione di un sottoprogramma Posizionamento dei sottoprogrammi Stile di programmazione L utilizzo di commenti in un programma con sottoprogrammi Ordine di esecuzione dei sottoprogrammi e del main Vantaggi dell uso di sottoprogrammi Visualizzare le istruzioni all utente Sottoprogrammi con parametri in ingresso Sottoprogrammi void con parametri in ingresso Sottoprogrammi con parametri in ingresso e un unico risultato Stile di programmazione Commento interfaccia del sottoprogramma Sottoprogrammi con molteplici parametri Corrispondenza tra i parametri della lista L area dati di un sottoprogramma Fare il test di sottoprogramma con un sottoprogramma di collaudo Introduzione alla grafica (facoltativo) Creazione di una finestra Alcuni sottoprogrammi grafici comuni Stile di programmazione La notazione a cammello Colori dello sfondo e di primo piano Disegnare rettangoli Disegnare cerchi, ellissi e archi Stile di programmazione Scrivere programmi grafici di uso generale Insidie L ordine scorretto dell uso dei sottoprogrammi modifica il disegno Fette di torta ed ellissi colorate Aggiungere testo ai disegni Errori comuni...135

4 viii Sommario Capitolo 4 Istruzioni di selezione Strutture di controllo Condizioni Operatori relazionali e di uguaglianza Operatori logici Precedenza degli operatori Valutazione a cortocircuito Tradurre condizioni dal linguaggio naturale al linguaggio C Confrontare i caratteri Assegnamento logico Calcolare il complemento di una condizione Il costrutto if Il costrutto if con due alternative Il costrutto if con una sola alternativa Un confronto tra il costrutto if con una e con due alternative Stile di programmazione Formato del costrutto if Il costrutto if con blocchi di istruzioni Stile di programmazione Scrivere costrutti if con blocchi di codice Seguire l esecuzione di un costrutto if Passi decisionali negli algoritmi Stile di programmazione Uso coerente dei nomi nei sottoprogrammi Stile di programmazione Sottoprogrammi coesi Stile di programmazione Uso delle macro costanti per migliorare la leggibilità e facilitare la manutenzione Ancora problem solving Informazioni sul flusso dei dati nei diagrammi di struttura Modificare un programma introducendo dei sottoprogrammi Costrutti if annidati e decisioni con alternative multiple Confronto tra if annidati e sequenze di if Formato di decisioni ad alternativa multipla con if annidato L ordine delle condizioni in una decisione ad alternativa multipla Stile di programmazione Validare il valore delle variabili Costrutti if annidati con più di una variabile Il costrutto switch Confronto tra il costrutto if annidato e il costrutto switch Errori comuni Capitolo 5 I cicli L iterazione nei programmi I cicli di conteggio e l istruzione while L istruzione while Accumulazione di una somma o di un prodotto in un ciclo Stile di programmazione Scrivere cicli generici Moltiplicare una lista di numeri Operatori di assegnamento composto L istruzione for Stile di programmazione Formattazione del costrutto for Operatori di incremento o decremento...218

5 Sommario ix Incrementi e decrementi di valori diversi da Visualizzare una tabella di valori Cicli con condizione generica Stile di programmazione Eseguire le elaborazioni del ciclo in un sottoprogramma Progettazione dei cicli Cicli controllati da un valore sentinella Utilizzare il costrutto for per scrivere un ciclo controllato da un valore sentinella Cicli controllati dalla fine del file Cicli infiniti causati da dati errati Cicli annidati Il costrutto do-while e i cicli controllati da una variabile flag Cicli controllati da una variabile flag per la validazione dei dati acquisiti Metodi iterativi Parametri di tipo sottoprogramma Debug e test dei programmi Utilizzo di programmi di debug Debug senza il debugger Errori dovuti a un iterazione di troppo o una di meno Test I cicli nei programmi di grafica (facoltativo) Animazioni Errori comuni Capitolo 6 Puntatori e programmazione modulare I puntatori e l operatore di dereferenziazione Riferimento indiretto Puntatori a file Sottoprogrammi con parametri in uscita Significato del simbolo * Chiamate multiple a sottoprogrammi con parametri in ingresso e uscita Stile di programmazione I tipi di sottoprogramma da preferirsi Visibilità dei nomi Parametri formali in uscita utilizzati come parametri attuali Problem solving illustrato Sottoprogrammi per il calcolo con frazioni Debug e test di un programma completo Suggerimenti per il debug di un programma completo Errori comuni Capitolo 7 Array Dichiarazione e accesso a un array Inizializzazione di un array Memorizzare una stringa in un array di caratteri Indici di array Utilizzo di cicli per l accesso sequenziale agli array Calcolo statistico facendo uso di array...339

6 x Sommario Stile di programmazione Usare le variabili di controllo di un ciclo come indici di un array Elementi di un array come parametri di un sottoprogramma Un array come parametro di un sottoprogramma Array come parametri Corrispondenza dei parametri di un sottoprogramma nel caso di array Array come parametri di ingresso Restituire un array come risultato Array parzialmente riempiti Pile Ricerca di un elemento e ordinamento di un array Ricerca all interno di un array Ordinamento di un array Array paralleli e tipi di dato enumerativi Tipi di dato enumerativo Array con indice di tipo enumerativo Array multidimensionali Inizializzazione di un array multidimensionale Array con molte dimensioni Esempio dettagliato della manipolazione di un array Programmi grafici con array (facoltativo) Disegnare un poligono Stile di programmazione Usare un array di caratteri per memorizzare un messaggio Generazione di un numero casuale Inizializzare un generatore di numeri casuali Disegnare una griglia Errori comuni Capitolo 8 Le stringhe Nozioni di base sulle stringhe Dichiarare e inizializzare variabili di tipo stringa Array di stringhe Acquisizione/visualizzazione con i sottoprogrammi scanf e printf Sottoprogrammi della libreria string: assegnamento e sottostringhe Assegnamento tra stringhe Sottostringhe Stringhe più lunghe: concatenazione e acquisizione di un intera riga in ingresso Concatenazione Distinzioni tra caratteri e stringhe Acquisizione di un intera riga di testo Confronto tra stringhe Array di puntatori Array di stringhe costanti Operazioni sui caratteri Acquisizione/visualizzazione di caratteri Analisi e conversione di caratteri...435

7 Sommario xi 8.7 Conversioni da stringa a numero e da numero a stringa L elaborazione illustrata di stringhe Errori comuni Capitolo 9 Ricorsione L essenza della ricorsione Tracciare l esecuzione di un sottoprogramma ricorsivo Tracciare l esecuzione di un sottoprogramma che restituisce un valore Tracciare l esecuzione di un sottoprogramma void Pile di parametri e variabili locali Realizzazione di una pila di parametri in linguaggio C Quando e come eseguire la traccia di un sottoprogramma ricorsivo Sottoprogrammi matematici ricorsivi Sottoprogrammi ricorsivi con array e stringhe come parametri Risoluzione di problemi tramite l uso della ricorsione Un caso di studio classico per la ricorsione: le torri di Hanoi Confronto tra sottoprogrammi iterativi e sottoprogrammi ricorsivi Errori comuni Capitolo 10 Strutture e unioni Tipi di dato strutturato definiti dall utente Definizione di tipo per variabili struttura Modificare i campi di una variabile struttura Ripasso sulla precedenza tra gli operatori Manipolazione di intere variabili strutture Stile di programmazione Convenzioni per i nomi dei tipi Strutture come parametri in ingresso e uscita Sottoprogrammi che restituiscono una variabile struttura Problem solving con tipi strutturati Array paralleli e array di strutture Array paralleli Dichiarazione di un array di strutture Tipi di dato unione (facoltativo) Errori comuni Capitolo 11 Elaborazione di file di testo e file binari File in ingresso e uscita: ripasso e ulteriori dettagli La tastiera e lo schermo come stream di testo Caratteri newline ed EOF Sequenze di escape Formattazione dell uscita con il sottoprogramma printf Variabili di tipo puntatore a file Sottoprogrammi che ricevono un puntatore a file come parametro Chiudere un file File binari Ricerca in un database Errori comuni...581

8 xii Sommario Capitolo 12 Programmazione in grande Utilizzare l astrazione per gestire la complessità Astrazione procedurale Astrazione sui dati Mascheramento dell informazione Codice riutilizzabile Librerie personali: i file di intestazione File di intestazione Precauzioni nella progettazione di file di intestazione Librerie personali: file di implementazione Usare una libreria personale Classi di memorizzazione Variabili globali Classi di memorizzazione static e register Modificare sottoprogrammi per l inclusione in una libreria Compilazione condizionale Passare parametri al sottoprogramma principale Definire macro costanti con parametri Uso delle parentesi nel corpo di una macro Scrivere una macro su due o più linee Errori comuni Capitolo 13 Strutture dati dinamiche Puntatori Puntatori come parametri di sottoprogrammi Puntatori che rappresentano array e stringhe Puntatore a strutture Riepilogo degli usi dei puntatori Allocazione dinamica della memoria Effettuare l accesso a un campo di una struttura allocata dinamicamente Allocazione dinamica di un array con il sottoprogramma calloc Ripulire le celle nello heap Liste concatenate Strutture con campi puntatore Connettere più nodi Vantaggi delle liste concatenate Operatori per liste concatenate Attraversare una lista Creare una lista acquisendo dati in ingresso Cercare un valore in una lista Evitare di seguire un puntatore a NULL Rappresentare una pila con una lista concatenata Rappresentare una coda con una lista concatenata Liste ordinate Alberi binari Albero binario di ricerca Ricerca in un albero binario di ricerca...669

9 Sommario xiii Costruire un albero binario di ricerca Visualizzare un albero binario di ricerca Errori comuni Appendice A Approfondimento sui puntatori A.1 Aritmetica dei puntatori A.2 Puntatori a puntatori Appendice B Le librerie standard del linguaggio ANSI C Appendice C Operatori del linguaggio C Operatori bit a bit Appendice D Codifiche di caratteri Appendice E Parole riservate del linguagio ANSI C Indice analitico...719