Fondamenti di Informatica

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1 Passaggio di parametri in C++ Il passaggio dei parametri tra funzione chiamante e funzione chiamata in C++ avviene secondo due modalità: Fondamenti di Informatica 16. Funzioni in C++ (parte 2) per valore o copia (by value) si passa il valore del parametro attuale per referenza (riferimento) (by reference) si passa un riferimento (indirizzo) al parametro attuale Corso di Laurea in Ingegneria Informatica e dell Automazione A.A Semestre Prof. Giovanni Pascoschi Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 2 Esempio 1 (con prototipi) Passaggio di parametri per valore int max(int, int ); int main () { int num1, num2, val; cout << Inserire I due numeri \n ; cin >> num1 >> num2; val = max(num1, num2); cout << Il valore piu grande è << val; int max(int a, int b) { int massimo; if( a > b ) { massimo = a; else { massimo = b; return massimo; la funzione chiamante passa alla funzione chiamata i valori dei parametri attuali i valori sono usati per inizializzare i parametri formali eventuali modifiche ai parametri formali a e b all interno della funzione non hanno effetto sui parametri attuali num1 e num2 max (a,b) main num1 123 num2 val 56 max a b massimo Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 3 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 4

2 Passaggio di parametri per valore Side effects la funzione chiamante passa alla funzione chiamata i valori dei parametri attuali al termine della funzione i parametri formali e tutte le variabili locali a e b cessano di esistere (vengono distrutte) l unico effetto per il chiamante è dovuto al valore restituito massimo Si ha un effetto collaterale (side effect) quando una funzione produce un effetto che non sia restituire un valore al chiamante, come p.e.: visualizzare messaggi modificare variabili globali usare parametri per referenza max (a,b) main max la finalità principale di una funzione è quella di ritornare un valore al chiamante (al contrario della procedura) num1 123 a 123 num2 56 b 56 val massimo 123 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 5 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 6 Side effects (esempio) Procedure int esempio(int); int x; int main ( ) { int a,b=1; x=1; x=esempio(b); cout<<x; x=esempio(b); cout<<x; int esempio(int par) { return (par + x); una funzione dovrebbe tornare lo stesso valore a parità di parametri Una funzione che non restituisce alcun valore (tipo ritornato void) è detta proceduraproduce side effects (effetti collaterali o indiretti) Utilizzo visualizzare messaggi modificare variabili globali Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 7 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 8

3 Algoritmo di swap Passaggio dei parametri per referenza in C++ Scrivere una procedura che scambia il contenuto/valore di due variabili a e b void swap (int, int); void swap(int x, int y) { int temp; int main () { int a, b;... swap(a, b);... temp=x; x=y; y=temp; Vengono scambiati x e y? Vengono scambiati a e b? La funzione chiamante passa alla funzione chiamata dei riferimenti (indirizzi) ai parametri attuali sintassi parametro per referenza = tipo& nome_variabile Al momento della chiamata il nome del parametro formale per referenza diventa un sinonimo (alias) del parametro attuale facente riferimento alla stessa locazione non si crea una nuova variabile ma un riferimento ad una variabile esistente Il parametro attuale deve essere una variabile (e non anche un espressione come per il passaggio per valore) Una modifica al parametro formale all interno della funzione rappresenta, in realtà una modifica al parametro attuale Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 9 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 10 Algoritmo di swap in C++ Funzioni o Procedure? Scrivere una procedura che scambia il contenuto/valore di due variabili a e b (versione corretta) void swap (int&, int&); void swap(int& x, int& y) { int temp; int main () { int a, b;... swap(a, b);... temp=x; x=y; y=temp; Vengono scambiati x e y? Vengono scambiati a e b? Funzioni Si deve restituire un valore Assenza di effetti collaterali Non dovrebbe contenere parametri per riferimento Procedure Si deve restituire nessuno o piu valori (per referenza) Ci sono effetti collaterali Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 11 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 12

4 Gestire input non appropriati Macro assert (accenni) Come si deve comportare una funzione quando l input non è appropriato? esempio: sqrt(-1) il tipo è corretto, il valore no 1.Una funzione puo fallire in maniera controllata restituendo, ad esempio, un valore che indica che si sia verificata una condizione di errore 2.Una funzione puo terminare (facendo terminare l intero programma) la maggior parte delle funzioni matematiche (eredità del C) C++ dispone di un meccanismo sofisticato che consente alla funzione di terminare e inviare una eccezione al chiamante (gestione eccezioni in seguito) Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 13 La macro assert permette di trappare valori inadatti (valido soprattutto in fase di debugging di un programma) assert(espressione); Se il valore dell espressione è false (0) assert stampa un messaggio di errore e poi invoca una funzione che termina l esecuzione del programma (abort) Una macro è una direttiva del preprocessore (prima della compilazione) che sostituisce all identificazione della macro il testo che corrisponde alla definizione della macro #include <cassert> void calcolo_log(float x) { assert(x>0);... Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 14 Namespace Namespace (utilizzo) il C++ consente di dividere lo spazio globale di definizione delle variabili (e delle funzioni) in diversi contenitori detti namespace (spazio dei nomi) a ciascuno dei quali è associato un nome per utilizzare le variabili di un namespace o una sua funzione si usa l operatore :: Scope Resolution Operator (operatore risoluzione di visibilità) il vantaggio deriva dalla possibilità di sfruttare risorse globali (visibili a tutte le funzioni) senza entrare in conflitto con altre librerie che impiegano lo stesso nome di variabile il namespace è quindi un contenitore di dati e di funzioni che hanno un nesso logico tra loro esempio: namespace spazioglobale1 { //esempi di variabili e funzioni globali int totale; int Calcolo(int a, int b); Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 15 esempio di utilizzo: cout << spazioglobale1::totale<< endl; oppure usando: using namespace spazioglobale1; cout << totale <<endl; Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 16

5 Namespace (esempio) Namespace (esempio) Definire un namespace per gestire un rettangolo e le operazioni di calcolo su di esso namespace Rettangolo { // dati int base, altezza; // funzioni int Area(int, int); int Perimetro(int, int); int Rettangolo::Area(int b, int h) { return b * h; int Rettangolo::Perimetro(int b, int h) { return (b + h) * 2; Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 17 Questo file contenente il namespace Rettangolo dovrà essere salvato nella sottodirectory Include della directory di installazione del compilatore C++ #include < iostream > #include <rettangolo> int main( ) { cout << Base: "; cin >> Rettangolo::base; cout<< Altezza: ; cin >> Rettangolo::altezza; cout << Rettangolo::Area(Rettangolo::base, Rettangolo::altezza)<<endl; cout << Rettangolo::Perimetro(Rettangolo::base, Rettangolo::altezza)<<endl; Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 18 Namespace (esempio) Namespace ( hiding ) oppure in maniera piu comoda #include < iostream > #include <rettangolo> using namespace rettangolo; int main( ) { cout << Base: "; cin >> base; cout<< Altezza: ; cin >> altezza; cout << Area(base, altezza) << endl; cout << Perimetro(base, altezza)<<endl; Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 19 abbiamo ottenuto di nuovo un information hiding che permette di interagire a livello di interfaccia utilizzando le funzioni del namespace se dobbiamo cambiare le librerie contenute nei namespace utente, i programmi esterni che li utilizzano rimangono invariati Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 20

6 Librerie di inclusione C++ Librerie di inclusione C++ inizialmente le librerie standard del C++ contenevano l estensione.h iostream.h (header file come nel C) con il passare del tempo e con l utilizzo dei namespace std (namespace delle principali librerie del linguaggio C++) è stato possibile eliminare l estensione.h #include <iostream.h> oppure Operazioni di input/output stdio.h cstdio Funzioni di uso comune stdlib.h cstdlib Gestione delle stringhe come sequenze di caratteri string.h cstring Gestione dei tipi di carattere ctype.h cctype Funzioni matematiche in virgola mobile math.h cmath Funzioni data e ora time.h ctime Operazioni di input/output in sostituzione della libreria iostream.h stdio.h in C iostream Input/output sui flussi fstream.h fstream Output formattati iomanip.h iomanip Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 21 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 22 La funzione main() La funzione main() La funzione main( ) viene invocata automaticamente dal sistema quando il programma viene eseguito. < Dichiarazioni globali e funzioni > int main(int argc, char* argv[ ]) { < Corpo della funzione > a norma di standard main( ) deve avere tipo int e se nel corpo della funzione non viene inserito esplicitamente una istruzione return, il compilatore inserisce automaticamente una return 0 int argc : indica il numero di parametri presenti sulla riga di comando attraverso cui e` stato eseguito il programma char* argv[ ] : (si riprendera` in seguito) e` un array di stringhe terminate da zero (puntatori a caratteri) contenente i parametri, il primo dei quali (argv[0]) e` il nome del programma come riportato sulla riga di comando. main puo` accettare opzionalmente due parametri: int argc char* argv[ ] Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 23 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 24

7 La funzione main() Funzioni di tipo inline #include < iostream > int main(int argc, char* argv[ ]) { cout << "Riga di comando: " << endl; cout << argv[0] << endl; for(int i=1; i < argc; ++i) cout << "Parametro " << i << " = " << argv[i] << endl; prova a b c d // questa e` la riga di comando Riga di comando: prova.exe Parametro 1 = a Parametro 2 = b Parametro 3 = c Parametro 4 = d In alcune circostanze avere tantissime funzioni di piccole dimensioni puo creare problemi, soprattutto se si vuole evitare un overhead per le continue chiamate alle funzioni spreco di tempo Soluzioni: 1.Rinunciare alle funzioni piccole, tendendo a scrivere solo poche funzioni piu corpose 2.Ricorrere alle funzioni di tipo inline Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 25 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 26 Funzioni di tipo inline Overloading delle funzioni quando una funzione viene definita inline il compilatore ne memorizza il corpo e, quando incontra una chiamata a tale funzione, semplicemente lo sostituisce alla chiamata della funzione (in alcuni casi puo essere problematico per problemi di spazio di memoria o perché ci sono difficoltà nella sostituzione p.e. cicli ricorsivi + file eseguibili enormi) cio` consente di evitare l'overhead della chiamata dato che la cosa e` gestita dal compilatore (permettendo di eseguire tutti i controlli statici di tipo) int Sum(int a, int b); overloading delle funzioni indica la possibilita` di attribuire allo stesso nome di funzione piu` significati. Attribuire piu` significati vuol dire fare in modo che lo stesso nome di funzione sia in effetti utilizzato per piu` funzioni contemporaneamente. l overloading si realizza cambiando sia il numero di parametri passati sia il loro tipo il compilatore riconoscerà in automatico la funzione che deve essere richiamata in base al tipo e al numero di parametri inline int Sum(int a, int b) { return a + b; Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 27 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 28

8 Overloading delle funzioni (esempio) Overloading delle funzioni (predefinite) void f(int i) { cout << i << endl; int main () { f(10); f( A ); f(100, z ); double pow (double, double) //come nel C float pow (float, float); long double pow (long double, long double); questi tre prototipi di funzione sono esempi di function overloading predefinito nel linguaggio C++ void f(char c) { cout << c << endl; void f(int i, char c) { cout << i << \t << c << endl; 10 A 100 z Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 29 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 30 Ricorsione Ricorsione (esempio) Il termine ricorsione indica la possibilità che una funzione ha di chiamare se stessa, cioè la chiamata della funzione è contenuta all interno della funzione stessa c è il rischio che, se la ricorsione non è implementata bene, il programma vada in loop necessità di inserire una condizione di stop del richiamo continuo della funzione tipico esempio : calcolo del fattoriale n! = n*(n-1)*(n-2)+...3*2*1 per definizione 0!=1 condizione di stop long fatt(int x); int main() { int n; cout << Numero naturale: ; cin >> n; cout << Fattoriale del numero << n << = << fatt(n) << endl; long fatt(int x) { long f; if( x==0) { f=1; else { f = x * fatt(x-1); return f; Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 31 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 32

9 Riepilogo della lezione Fine della lezione Funzioni in C++ Passaggio di parametri (valore/referenza) in C++ Algoritmo di swap Namespace e librerie di inclusione Funzione main Funzione inline Function overload Ricorsione Domande? Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 33 Fondamenti di Informatica A.A a cura di Pascoschi Giovanni 34