Lezione 9: Puntatori a funzioni. Tipi enumerativi e orientati ai bit

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1 Lezione 9: Puntatori a funzioni. Tipi enumerativi e orientati ai bit Vittorio Scarano Laboratorio di Informatica I Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Struttura della lezione Puntatori a funzioni Array di puntatori a funzioni Operatori orientati ai bit Tipi enumerativi 2 1

2 Funzioni come parametri di funzione Una funzione riceve parametri in input tipicamente dati da utilizzare (passaggio per valore) da modificare (passaggio per riferimento) Può essere necessario scrivere funzioni che ricevono una o più funzioni da applicare a dati Le funzioni passate: devono essere dello stesso tipo ed accettare gli stessi parametri vengono interpretate come puntatori a funzioni 3 Un primo esempio: la sommatoria Obiettivo: calcolare la sommatoria fine i= in func ( i) per varie funzioni func(): 2 f ( i) = i 1 g( i) = i La sommatoria deve restituire double 4 2

3 Un primo esempio: la sommatoria double f (double); double g (double); double sum(double func(double), int, int); main () printf ("Somma di f da 1 a 10=%f\n", sum (f, 1, 10) ); printf ("Somma di g da 4 a 20=%f\n", sum (g, 4, 20) ); double f (double num) return (num*num); double g (double num) return (1.0/num); double sum (double func(double),int in,int fine) int i; float result=0.0; for (i=in; i<=fine; i++) result+= func(i); return (result); Prototipi di funzioni Prototipo di sum la funzione func è un parametro di sum Chiamate di sum passando f() e g() Definizione di f() e g() Definizione di sum() usa la funzione func() passata come argomento 5 Un esempio: l iteratore Obiettivo: scrivere una funzione che effettui una operazione su un array di n interi Esempi di uso: somma degli n interi prodotto degli n interi Parametri in input della funzione iteratore: l array di n interi n dimensione dell array funzione da applicare La funzione iteratore restituisce un intero 6 3

4 Alcune limitazioni La funzione che iteratore deve applicare deve realizzare una operazione: che prende due interi e restituisce un intero che sia associativa a sinistra: vale a dire che a[0]+a[1]+a[2]+a[3]+a[4] è valutata (( ( (a[0]+a[1]) +a[2] ) + a[3])+a[4]) 7 La funzione iteratore int iteratore(int f (int, int), int dim, int arr[ ]) int i, temp; temp = f(arr[0], arr[1]); for (i = 2; i< dim; i++) temp = f (arr[i], temp); return (temp); Parametri funzione f che accetta due interi e restituisce un intero intero dimensione array array Inizializzazione temp Calcolo di f Restituzione valore 8 4

5 Il programma che usa iteratore Dichiara due funzioni int somma (int, int) int prodotto (int, int) Dichiara un array di 10 interi inizializzato a 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 Prende in input su linea di comando quanti elementi di questo array si devono sommare o moltiplicare Effettua somma e moltiplicazione richiesti 9 Il programma che usa iteratore int somma (int, int); int prodotto (int, int); int iteratore (int f(int, int), int, int[]); int main(int argc, char *argv[]) int a[10]= 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10; int num = 10; if (argc > 1) num = atoi (argv[1]); printf ("Somma dei primi %d interi=%d\n", num, iteratore (somma, num, a)); printf ("Prodotto dei primi %d interi=%d\n", num, iteratore (prodotto, num, a)); int prodotto (int a, int b) return (a*b); int somma (int a, int b) return (a+b); Prototipi di somma e prodotto Prototipo di iteratore funzione f come parametro di iteratore Input di num su linea di comando Chiamata delle funzioni Definizione di somma e prodotto 10 5

6 Puntatori a funzioni Una funzione che compare come parametro viene interpretata come un puntatore ad una funzione La dichiarazione di iteratore può essere int iteratore(int f (int, int), int dim, int arr[ ]) int iteratore(int (*f) (int, int), int dim, int arr[ ]) E l uso potrebbe essere: temp = f (arr[i], temp); temp = (*f) (arr[i], temp); int *f (int, int) diverso da int (*f) (int, int) 11 Array di funzioni Si possono dichiarare array di funzioni Un array di 2 funzioni che prendono in input due interi restituiscono u n intero si dichiara int (*funz[2])(int, int); Ogni elemento può essere assegnato: funz [0] = somma; funz [0] = &somma; 12 6

7 Un programma che usa iteratore con un array di funzioni int somma (int, int); int prodotto (int, int); int iteratore (int f(int, int), int, int[]); int main(int argc, char *argv[]) int a[10]= 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10; int num = 10; int numfunz = 0; int (*funz[2])(int, int); funz[0] = somma; funz[1] = prodotto; if (argc >= 2) num = atoi (argv[1]); if (argc == 3) numfunz = atoi (argv[2]); printf ("num = %d, numfunz=%d\n", num, numfunz); printf ("Funz. %d sui %d interi=%d\n", numfunz, num, iteratore (funz[numfunz], num, a)); Prototipi di somma e prodotto Prototipo di iteratore funzione f come parametro di iteratore Assegnazione array Input di num e di numfunz su linea di comando Chiamata 13 Operatori orientati ai bit Tra le caratteristiche peculiari del C, c è la possibilità di accedere ai bit della rappresentazione di un intero Dipende dalla implementazione della macchina Operatori ai bit: operatori logici operatori di shift 14 7

8 Operatori logici bit a bit Operatore di complemento bit a bit: ~ Operatore di AND bit a bit: & Operatore di OR bit a bit: Operatore di XOR bit a bit: ^ 15 Esempio di uso degli operatori logici ai bit main() int a = 11; printf ("a=%d\n", a); printf ("a AND 1 =%d\n", a & 1); printf ("a or 1 =%d\n", a 1); printf ("NOT a =%d\n", ~a); printf ("a or 7 =%d\n", a 7); L output è: a=11 a AND 1 =1 a OR 1 = 11 NOT a = -12 a OR 7 = in binario è in binario è Rappresentazione in complemento a due! 16 8

9 Operatori di shift (scorrimento) E possibile far scorrere verso sinistra o verso destra la rappresentazione binaria Operatori: expr1 << expr2 expr1 >> expr2 La prima opera uno shift a sinistra di expr1 per expr2 posizioni La seconda opera uno shift a destra di expr1 di expr2 posizioni Lo shift non è circolare (nessun feedback) 17 Asimmetrie sul comportamento degli shift Per lo shift a sinistra vengono sempre inseriti degli zero alla destra Per lo shift a destra c è da considerare il bit di segno: alcune macchine fanno lo shift anche del bit di segno (inserendo lo zero) alcune macchine fanno lo shift solamente dei bit non di segno Su Linux Suse lo shift avviene solamente dei bit non di segno Di norma, utilizzare il tipo unsigned int elimina i problemi di portabilità 18 9

10 Esempio di uso degli operatori shift main() int a; a = 64 >> 1; printf ("%d shift a destra di 1 =%d\n", 64, a); a = -76 >> 1; printf ("%d shift a destra di 1 =%d\n", -76, a); a = 10 << 2; printf ("%d shift a sin di 2 =%d\n", 10, a); L output è: 64 shift a destra di 1 =32-76 shift a destra di 1 = shift a sin di 2 =40 Output dello shift a destra è dipendente dalla macchina 19 Stampa della rappresentazione in bit #include <limits.h> void bitprint(int a); main() printf( "Bit di %d = ", 10); bitprint(10); printf ("Bit di %d = ", -76); bitprint(-76); void bitprint(int a) int i; int n = sizeof (int)*char_bit; /*num bit*/ int mask = 1 << (n-1); /* */ for (i=1; i<= n; ++i) putchar ( ( (a &mask)==0)? '0' : '1'); a <<= 1; if (i % CHAR_BIT == 0 && i< n) putchar (' '); printf ("\n"); Stampa i bit di un intero Funzione: calcola in n la dimensione di un intero in bit usa una maschera mask per prelevare un bit shift ed assegnazione stampa di uno spazio ad ogni byte va a capo alla fine 20 10

11 Tipi enumerativi Permette di dare un nome ad elementi di un insieme finito Aumenta la leggibilità del codie Definisce (di fatto) un nuovo tipo che può assumere limitati valori (specificati). enum giorno lun, mar, mer, gio, ven, sab, dom; enum giorno g1, g2;... g1 = ven;... if (g1 == ven) Esempio di enum - 1 enum day dom, lun, mar, mer, gio, ven, sab; enum day domani (enum day); char *converti (enum day); main () enum day dopodom, dom, giorno = lun; printf ("Oggi %s (%d)\n", converti (giorno), (int) giorno); dom = domani (giorno); printf ("Domani %s (%d)\n", converti (dom), (int) dom); dopodom = domani(domani (giorno)); printf ("DopoDomani %s (%d)\n", converti (dopodom), (int) dopodom); Definizione del tipo day Prototipi di due funzioni domani converti a stringa Dichiarazione di variabili di tipo day Chiamata di funzione 22 11

12 Esempio di enum - 2 (le funzioni) enum day domani (enum day oggi) return ( (enum day) ( ((int) oggi+1) % 7 ) ); char *converti (enum day oggi) switch (oggi) case dom: return ("Domenica"); case lun: return ("Lunedi'"); case mar: return ("Martedi'"); case mer: return ("Mercoledi'"); case gio: return ("Giovedi'"); case ven: return ("Venerdi'"); case sab: return ("Sabato"); Funzione domani casting di oggi a intero calcolo casting del risultato per la restituzione Funzione converti restituisce la costante stringa corretta 23 L uso di typedef Typedef permette di associare ad un tipo un identificatore. Permette e facilita: la portabilità la leggibilità typedef char stringa[40];... stringa s; 24 12

13 Esempio di typedef typedef int *puntatore_a_intero; typedef char stringa[40]; main() stringa s="hhh"; int i; puntatore_a_intero b; i = 21; b = &i; printf ("%s\n", s); Definizione di due nuovi tipi Inizializzazione di una stringa Uso di un puntatore ad intero Uso di una stringa 25 Esercizi Scrivere un programma che prende in input un array di 10 interi e, da menù, decide quale funzione applicare selezionandola da un array di funzioni che comprende somma, prodotto, minimo, massimo Le funzioni minimo e massimo sono associative da sinistra N.B.: usare moduli separati per la definizione delle singole funzioni 26 13

14 Esercizi Scrivere un programma che: registri i voti di DIM utenti su 16 domande (referendum) memorizzandole in bit su un intero (per ogni utente); dia in output il risultato del referendum per ogni domanda. usare le maschere di bit usare le funzioni 27 14