Array. Parte 7. Domenico Daniele Bloisi. Corso di Fondamenti di Informatica Ingegneria delle Comunicazioni BCOR Ingegneria Elettronica BELR

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1 Corso di Fondamenti di Informatica Ingegneria delle Comunicazioni BCOR Ingegneria Elettronica BELR Domenico Daniele Bloisi

2 Docenti Parte I prof. Silvio Salza salza@dis.uniroma1.it Parte II ing. Domenico Daniele Bloisi bloisi@dis.uniroma1.it Nota: %7E corrisponde alla tilde ~ Pagina 2

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

4 Ricevimento Martedì DIS, via Ariosto 25 Aula docenti adiacente aula A4 Si consiglia di inviare una per conferma e di controllare la bacheca degli avvisi Pagina 4

5 Sommario come collezione di elementi Dichiarazione di variabili array Creazione di array Accesso agli elementi di un array Espressioni che rappresentano array Passaggio di parametri di tipo array Variabili array e puntatori Ordinamento degli elementi di un array Ricerca tra gli elementi di un array Matrici Pagina 5

6 Un array contiene una collezione di elementi dello stesso tipo, ognuno dei quali è indicizzato (ovvero identificato) da un numero. Una variabile di tipo array contiene un riferimento alla collezione di elementi che costituisce l array. Pagina 6

7 Per usare un array in C dovremo: 1. dichiarare una variabile di tipo array specificandone la dimensione (numero di elementi dell array); 2. accedere mediante la variabile array agli elementi dell array per assegnare o per leggere i loro valori (come se fossero singole variabili). Pagina 7

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9 Dichiarazione di variabili array Sintassi tipo nome [n] ; dove tipo è il tipo degli elementi dell'array a cui si riferisce la variabile che si sta dichiarando nome è il nome della variabile (riferimento ad) array che si sta dichiarando n è il numero di elementi dell'array che si sta dichiarando Pagina 9

10 Semantica Dichiara una variabile nome che potrà riferirsi ad un array di n elementi di tipo tipo. Esempio int a[5]; // a e una variabile di // tipo riferimento ad // array di 5 interi Pagina 10

11 Cassettiera typedef int cassetto; cassetto cassettiera[7]; cassettiera e una variabile di tipo riferimento ad array di 7 cassetti (i.e., variabili di tipo cassetto) Pagina 11

12 e funzione sizeof La funzione sizeof() consente di avere informazioni sulle dimensioni di un array dichiarato staticamente. Esempio int a[5]; printf("dimensione array %d bytes\n", sizeof(a)); printf("dimensione array %d elementi\n", sizeof(a)/sizeof(int)); Se un int ha dimensione 4 bytes la stampa sarà dimensione array 20 bytes (= 4 bytes 5 elementi) dimensione array 5 elementi(= 20 bytes / 4 bytes) Pagina 12

13 Accesso ai singoli elementi di un array Sintassi nome[indice] dove nome è il nome della variabile array che contiene un riferimento all'array a cui si vuole accedere indice è una espressione di tipo int non negativa che specifica l'indice dell'elemento a cui si vuole accedere. Pagina 13

14 Semantica Accede all'elemento di indice indice dell'array nome per leggerlo o modicarlo. Se l'array nome contiene n elementi, la valutazione dell'espressione indice deve fornire un numero intero nell'intervallo [0, n-1] Se ciò non avviene, si ha un comportamento non predicibile, con la possibilità di ottenere un errore in esecuzione. Pagina 14

15 Esempio int a[5]; // a e una variabile di tipo array di interi // viene creato un array con 5 elementi di int a[0] = 23; // assegnazione al primo elemento dell array a[4] = 92; // assegnazione all ultimo elemento dell array a[5] = 16; //??????: l indice 5 non e nell intervallo [0,4] Si osservi che dichiarando una variabile di tipo array, viene contestualmente creato l array a cui essa si riferisce, e quindi l array può essere direttamente utilizzato. Pagina 15

16 Importante Se l array contiene N elementi (N=5 nell esempio), gli indici devono essere necessariamente interi nell intervallo [0, N-1], altrimenti può verificarsi un errore quando il programma viene eseguito. Nell esempio precedente, si può avere un errore quando viene eseguita l istruzione a[5]=16; Pagina 16

17 Compilatore C e Mentre esistono dei linguaggi di programmazione che sono in grado di segnalare errori di superamento dei limiti dell array, il compilatore C in genere non aiuta il programmatore. Errori di questo tipo possono avere effetti poco comprensibili dato che corrispondono alla scrittura/lettura di valori che non riguardano l array! Pagina 17

18 Esempio (1/3) int a[6]; Alloca un array di 6 elementi, ovvero 6 locazioni di memoria consecutive, ciascuna contenente un intero. 6 è la lunghezza dell array. In C l indice degli elementi va sempre da 0 a lunghezza - 1. Negli standard pre-c99 la lunghezza di un array deve essere costante (nota a tempo di compilazione). Pagina 18

19 Esempio (2/3) indice elemento variabile 0? a[0] 1? a[1] 2? a[2] 3? a[3] 4? a[4] 5? a[5] int a[6]; a[i] denota l elemento dell array a di indice i. Ogni elemento dell array è una variabile. Pagina 19

20 Esempio (3/3) int a[6], b; a[0] = 15; b = a[0]; a[1] = a[0] + b; printf("%d\n", a[0] + a[1]); Cosa stampa questo frammento di codice? Pagina 20

21 Creazione array in C99 #include <stdio.h> int main() { int a[6], b; Questa dichiarazione a[0] = 15; è accettata dal C99 b = a[0]; a[1] = a[0] + b; printf("b = %d\n", b); int c[b]; printf("elementi di c = %d\n", sizeof(c)/sizeof(int)); } Pagina 21

22 Inizializzazione di array E possibile in C scrivere espressioni che denotano array, specificando una lista di espressioni del tipo degli elementi dell array della forma: { espressione1, espressione2,..., espressionek } Esempio int v[4] = { 4, 6, 3, 1 }; è del tutto equivalente a: int v[4]; v[0] = 4; v[1] = 6; v[2] = 3; v[3] = 1; Pagina 22

23 Errori in inizializzazione Le espressioni che denotano array possono essere usate solo contestualmente alla dichiarazione di un array. Il seguente esempio produce un errore in compilazione: int v[4]; v = { 4, 6, 3, 1 }; // ERRORE Pagina 23

24 Inizializzazione Se sono presenti meno inizializzazioni del totale degli elementi, gli elementi rimanenti vengono posti a 0 int n[10] = {3}; // azzera i rimanenti 9 // elementi del vettore float f[5] = {0.0} // pone i 5 elementi pari // a 0.0 int y[7] = {}; // ERRORE Pagina 24

25 Esempio indice elemento variabile 0 3 a[0] 1 0 a[1] 2 0 a[2] 3 0 a[3] 4 0 a[4] 5 0 a[5] int a[6] = {3}; a[i] denota l elemento dell array a di indice i. Ogni elemento dell array è una variabile. Pagina 25

26 Inizializzazione Se si omette la dimensione dell array in una inizializzazione tramite lista di elementi, la lunghezza dell array sarà la lunghezza di tale lista Esempio int n[] = {1, 2, 3}; equivale a int n[3] = {1, 2, 3}; Pagina 26

27 Assegnazioni tra array Non si possono effettuare direttamente delle assegnazioni tra array. int a[3] = {11, 22, 33}; int b[3]; b = a; // ERRORE Questo codice genera un errore in compilazione Pagina 27

28 Relazione tra array e puntatori (1/3) In generale non sappiamo cosa contengono le celle di memoria adiacenti una data cella. L unico caso in cui sappiamo quali sono le locazioni di memoria successive e cosa contengono si ha quando utilizziamo degli array. Pagina 28

29 Relazione tra array e puntatori (2/3) In C il nome di un array è in realtà l indirizzo dell elemento di indice 0. int array[10]; printf("%p %p", array, &array[0]); array e &array[0] hanno lo stesso valore. printf("%p %p", array, &array[0]); stampa 2 volte lo stesso indirizzo. Pagina 29

30 Relazione tra array e puntatori (3/3) Possiamo far puntare un puntatore al primo elemento di un vettore. int arr[7]; int *pi; pi = arr; L ultima istruzione è equivalente a pi = &arr[0]; Un array è un puntatore costante e possiamo assegnarlo ad una variabile di tipo puntatore. Pagina 30

31 Creazione di un array con allocazione dinamica della memoria Invece di far puntare pi ad un vettore allocato attraverso una dichiarazione (quindi statico, creato nello stack), possiamo farlo puntare ad una zona di memoria allocata dinamicamente (quindi nello heap): int *pi, dim; scanf("%d", &dim); pi = malloc(dim * sizeof(int)); if(pi!= NULL) pi[dim-1] = 3; Pagina 31

32 Esercizio Esercizio 7.1 Scrivere un programma che legga un intero N da tastiera, allochi dinamicamente un array di N interi, legga N interi da tastiera e stampi gli N interi in ordine inverso. Esempio Inserire N: 4 Inserire 4 interi: Pagina 32

33 Esempio: somma degli elementi di un array di interi Frammento di codice che calcola la somma dei valori contenuti in un array int i, somma = 0; for (i = 0; i < n; i++) somma += v[i]; Nella variabile somma viene memorizzata la somma parziale degli elementi dell array fino al valore corrente dell indice. Si noti il riferimento alla variabile n che contiene la dimensione dell array. Pagina 33

34 Passaggio di parametri di tipo array La funzione sommavalori prende come parametro un array di interi e restituisce la somma dei valori contenuti nell array int sommavalori(int v[], int n) { int i, somma = 0; for (i = 0; i < n; i++) somma += v[i]; return somma; } Pagina 34

35 Passaggio di parametri di tipo array La specifica del parametro formale int v[] sta ad indicare che il tipo del parametro denotato da v è array di int. In pratica, alla funzione viene passato il riferimento all array. Sarebbe stato possibile specificare il parametro anche come: int* v rendendo esplicito l uso di un riferimento, ma perdendo l indicazione esplicita che il riferimento è ad un array. Pagina 35

36 Esempio d uso int main() { const int n = 4; // creazione array di n elementi int x[n]; // l elemento con indice i di x contiene i int i; for (i = 0; i < n; i++) x[i] = i; // stampa la somma dei primi N numeri printf("%d\n", sommavalori(x,n)); } Pagina 36

37 Nota Il passaggio di un array è un passaggio per indirizzo. Quindi, la funzione può modificare gli elementi dell array che viene passato come parametro. Il motivo è legato al fatto che quando si passa un array come parametro ad una funzione, in realtà si sta passando l indirizzo dell elemento di indice 0. Pagina 37

38 Esempio E spesso utile passare la dimensione dell array come ulteriore parametro. void stampa(double arr[], int arr_dim) { int i; for (i = 0; i < arr_dim; i++) printf("%d: %f\n", i, arr[i]); } int main() { double d[4] = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4}; stampa(d, 4); } Pagina 38

39 Esercizi Esercizio 7.2 Scrivere una funzione prodottoscalare(double A[], double B[], int n) che calcoli il prodotto scalare degli array A e B, assumendo che essi abbiano lo stesso numero di elementi pari ad n. Si ricorda che il prodotto scalare di A per B è ottenuto come somma dei prodotti A[i]*B[i] per ogni i, 0 i < n, dove n è il numero di elementi dell array. Scrivere un programma per verificare il comportamento della funzione. Pagina 39

40 Esercizi Esercizio 7.3 Scrivere una funzione int contapari(int array[], int n) che restituisca il numero di elementi pari contenuti nell array passato come argomento. Scrivere un programma per verificare il comportamento della funzione. Pagina 40

41 Esercizi Esercizio 7.4 Scrivere una funzione double max(double A[], int n) che restituisca il valore massimo contenuto nell array passato come argomento (che ha dimensione n). Scrivere un programma per verificare il comportamento della funzione. Pagina 41