Introduzione al C. Unità 8 Stringhe

Transcript

1 Corso di Fondamenti di Informatica Ingegneria delle Comunicazioni BCOR Ingegneria Elettronica BELR Introduzione al C Unità 8 Stringhe D. Bloisi, A. Pennisi, S. Peluso, S. Salza

2 Sommario Unità 8 Array di caratteri: stringhe Inizializzazione di stringhe Lettura e scrittura di stringhe Operazioni sulle stringhe Funzioni per la manipolazione delle stringhe Stringhe - Unità /2014 Pagina 2

3 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 <string.h> offre alcune funzioni speciali per gli array di caratteri. Pagina 3

4 Rappresentazione di stringhe in C 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 4

5 Esempio 1 #include <stdio.h> 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 } printf("%s\n", s); return 0; Questo programma stampa Hello Nota: si utilizza il formato %s nella printf per le stringhe Pagina 5

6 Esempio 2 #include <stdio.h> int main() { Questo programma stampa const int N = 25; Helloaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa char s[n]; int i; for(i = 0; i < N; i++) s[i] = 'a'; s[0] = 'H'; s[1]='e'; s[2]='l'; s[3]='l'; s[4]='o'; // mancato inserimento // del terminatore stringa printf("%s\n", s); return 0; } Pagina 6

7 Esempio 3 #include <stdio.h> int main() { const int N = 25; char s[n]; int i; for(i = 0; i < N; i++) s[i] = 'a'; } s[0] = 'H'; s[1]='e'; s[2]='l'; s[3]='l'; s[4]='o'; s[5]='\0'; // terminatore stringa printf("%s\n", s); return 0; Questo programma stampa Hello Pagina 7

8 Stringhe costanti Pagina 8

9 Stringhe e caratteri Pagina 9

10 Inizializzazione tramite stringa costante (1/3) #include <stdio.h> int main() { char str[10] = "some text"; printf("%s\n", str); return 0; } Pagina 10

11 Inizializzazione tramite stringa costante (2/3) Pagina 11

12 Inizializzazione tramite stringa costante (3/3) warning: excess elements in array initializer Pagina 12

13 Esempio #include <stdio.h> int main() { char str[10] = "some text"; printf("%s\n", str); printf("dimensione di str = %d\n, sizeof(str)); char s[] = {'g', 'u', 'a', 'r', 'd', 'a'}; printf("%s\n", s); printf("dimensione di s = %d\n", sizeof(s)); return 0; } Pagina 13

14 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 14

15 Modifica esempio #include <stdio.h> carattere speciale '\0' int main() { char str[10] = "some text"; printf("%s\n", str); printf("dimensione di str = %d\n, sizeof(str)); char s[] = {'g','u','a','r','d','a','\0'}; printf("%s\n", s); printf("dimensione di s = %d\n", sizeof(s)); return 0; } Pagina 15

16 Output some text dimensione di str = 10 guarda dimensione di s = 7 Pagina 16

17 Stringhe e array Pagina 17

18 Lettura e scrittura di stringhe (1/3) Si usano le funzioni scanf e printf con lo specificatore di formato %s: char str[4];! scanf( %s, str);! printf( %s, str);! Manca & dato che str è l indirizzo al primo elemento dell array Pagina 18

19 Lettura e scrittura di stringhe (2/3) Pagina 19

20 Lettura e scrittura di stringhe (3/3) Pagina 20

21 Stringhe e puntatori Pagina 21

22 Dimensione delle stringhe in C (1/4) Per le stringhe rappresentate come array di caratteri, bisogna distinguere tra Ø la dimensione dell array (staticamente determinato alla sua creazione) Ø la lunghezza della stringa, che può invece variare a tempo di esecuzione. Pagina 22

23 Dimensione delle stringhe in C (2/4) 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 Ø La dimensione dell array è 256 Ø La dimensione della stringa è 5 Pagina 23

24 Dimensione delle stringhe in C (3/4) 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 24

25 Dimensione delle stringhe in C (4/4) 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 25

26 Funzione strlen! size_t strlen( const char *str ); restituisce la lunghezza del parametro str. E una funzione definita in <string.h> Pagina 26

27 Esempio strlen! #include <stdio.h> #include <string.h> int main() { char str[100] = "test string"; printf("%d\n", sizeof(str)); printf("%d\n", strlen(str)); return 0; } Questo programma stampa Pagina 27

28 Possibile implementazione di strlen! size_t strlen(const char *str) { const char* s = str; for( ; *s; ++s); return(s str); } Pagina 28

29 Esempio: contare le occorrenze di una lettera in una stringa (1/2) 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 29

30 Esempio: contare le occorrenze di una lettera in una stringa (2/2) 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; } Pagina 30

31 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 31

32 Main di prova int main() { char s[256]; char c; printf("digitare una parola, poi premere INVIO\n"); scanf("%s", s); //pulisco il buffer in ingresso while(c!= '\n' && c!= EOF) { c = getchar(); } printf("digitare un carattere da cercare, poi premere INVIO\n"); scanf("%c", &c); int i = contalettera(s, c); printf("il carattere %c si trova %d volte in %s\n", c, i, s); return 0; } Pagina 32

33 Esempio: codifica di una stringa (1/2) 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 33

34 Esempio: codifica di una stringa (2/2) void codifica(const char *str, char *strris, int d) { char c; int ci; int N = strlen(str); int i; for (i = 0; i < N; i++) strris[i] = d + str[i]; strris[n]= \0 ; // terminatore di stringa return; } Pagina 34

35 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 35

36 Esempio: lunghezza della più lunga sottosequenza (1/2) Se la stringa passata come parametro è " ", allora la più lunga sottosequenza di soli '0' è quella sottolineata, che ha lunghezza 3. Pagina 36

37 Esempio: lunghezza della più lunga sottosequenza (1/2) int sottosequenza(const char * s) { char bit; // l elemento corrente della sequenza int i, cont = 0; // lunghezza attuale della sequenza di zeri int maxlung = 0; // valore temporaneo della massima lunghezza int N = strlen(s); // lunghezza della stringa for (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 maxlung = cont;// il massimo temporaneo } else // e stato letto un '1' cont = 0; // azzera la lunghezza della sequenza //corrente } return maxlung; } Pagina 37

38 Header string.h! string.h è l header file che contiene le definizioni di funzioni che permettono la manipolazione delle stringhe. Ad esempio, è definita in string.h size_t strlen( const char *str ); che restituisce la lunghezza del parametro str. Pagina 38

39 Comparazione di stringhe in C int strcmp(const char *str1, const char *str2); Effettua un confronto lessicografico tra due stringhe restituendo un valore < 0 se str1 precede str2, = 0 se str1 è uguale a str2, > 0 se str1 segue str2. Pagina 39

40 Confronto lessicografico Una stringa s precede una stringa t in ordine lessicografico se s è un prefisso di t, oppure se c e d sono il primo carattere rispettivamente di s e t in cui s e t differiscono, allora c precede d nell ordinamento dei caratteri. Nota: per i caratteri che sono lettere alfabetiche, l ordinamento è quello alfabetico. Le cifre precedono le lettere e le lettere maiuscole precedono quelle minuscole. Pagina 40

41 Esempi auto precede automatico Automatico precede auto albero precede alto H2O precede HOTEL Pagina 41

42 Esercizio Si scriva un programma che utilizzi la funzione strcmp per verificare l ordine lessicografico mostrato negli esempi precedenti. Pagina 42

43 Soluzione (da completare) #include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main() { char a[20] = "auto"; char b[20] = "automatico"; if(strcmp(a, b) < 0) { printf("%s precede %s\n", a, b); } else if(strcmp(a, b) == 0) { printf("%s uguale %s\n", a, b); } else { printf("%s segue %s\n", a, b); } return EXIT_SUCCESS; } Pagina 43

44 Copia di stringhe in C char *strcpy(char *dest, const char *src); Copia la stringa src in dest e restituisce dest; dest viene quindi modificata. char * strncpy(char *dest, const char *src, size_t n); Copia i primi n caratteri di src in dest e restituisce dest; dest viene quindi modificata. Pagina 44

45 Esempio d uso di strcpy! #include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main() { char str1[] = "esempio"; char str2[40]; char str3[40]; strcpy(str2, str1); strcpy(str3, "copia riuscita"); printf("str1: %s\nstr2: %s\nstr3: %s\n", str1, str2, str3); return EXIT_SUCCESS; } Pagina 45

46 Nota su strcpy! La funzione strcpy copia la stringa src nella stringa dest, incluso il carattere terminatore e la restituisce. Il contenuto precedente di dest viene perduto. Il controllo che lo spazio puntato da dest sia sufficiente rimane a carico del programmatore. Pagina 46

47 Esempio d uso di strncpy! #include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main() { char str1[] = "esempio"; char str2[40]; char str3[40]; strcpy(str2, str1); strncpy(str3, "copia riuscita", 8); printf("str1: %s\nstr2: %s\nstr3: %s\n", str1, str2, str3); return EXIT_SUCCESS; } Pagina 47

48 Esecuzione str1: esempio str2: esempio str3: copia ri[d Ç Perché si può ottenere questo risultato? Pagina 48

49 Concatenazione di stringhe in C char *strcat(char *str1, const char *str2); Concatena str2 alla fine di str1 e restituisce str1; str1 viene quindi modificata. char * strncat(char *str1, const char *str2, size_t n); Concatena i primi n caratteri di str2 alla fine di str1 e restituisce str1; str1 viene quindi modificata. Pagina 49

50 Esempio d uso di strcat! #include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main() { char str[80]; strcpy(str, "queste "); strcat(str, "stringhe "); strcat(str, "sono "); strcat(str, "concatenate."); printf("%s\n", str); return EXIT_SUCCESS; } Pagina 50

51 Occorrenze di stringhe in C 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 51

52 Esempio d uso di strstr! #include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main() { char str[] = "Tutti a casa, subito!"; char* pch; pch = strstr(str, "casa"); if(pch!= NULL) strncpy(pch, "mare", 4); printf("%s\n", str); return EXIT_SUCCESS; } Pagina 52

53 Leggere stringhe da stream char* fgets(char *s, int n, FILE *stream); fgets legge al più il numero di caratteri n meno uno dallo stream specificato e li memorizza nella stringa s. La lettura termina quando si hanno un carattere di nuova linea, un EOF o un errore. Se qualche carattere è stato letto e non c è errore allora il carattere \0 è inserito alla fine di s. Pagina 53

54 Esempio d uso di fgets! #include<stdio.h> int main(){ char buffer[60]; char * pointer; int i; pointer = fgets(buffer, 60, stdin); if(pointer!=null) printf("%s\n,pointer); stdin indica il puntatore allo stream di input standard. } return 0; Meglio di scanf: possiamo evitare di eccedere la taglia del buffer passato in input Pagina 54

55 Esercizio Si scriva un programma che legga da tastiera una stringa di lunghezza arbitraria terminante con \n e si stampi in output la stringa. Si noti che per limitare lo spreco di memoria si può utilizzare solo un buffer di taglia massima 5 byte per memorizzare i caratteri in input. Pagina 55

56 Parametri in input ad un programma La funzione main può essere dichiarata anche con un prototipo a due argomenti: int main(int argc, char **argv)! Gli argomenti della funzione main indicano 1.un array di stringhe rappresentate mediante array di caratteri argv 2.il numero di elementi dell array argc. Il primo argomento, cioè argv[0], corrisponde al nome del file eseguibile. Pagina 56

57 Esempio: stampa argomenti #include <stdio.h> int main(int argc, char **argv) { int k; for (k = 0; k < argc; k++) printf("%s ", argv[k]); printf("\n"); } Pagina 57

58 Esecuzione >gcc stampaargomenti.c -o stampaargomenti >./stampaargomenti stampaargomenti >./stampaargomenti arg1 arg2 ciao stampaargomenti arg1 arg2 ciao Stringhe - Unità /2013 Pagina 58