Il linguaggio C. Definizione formale nel 1978 (B.W. Kernigham e D. M. Ritchie)

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1 Il linguaggio C Progettato nel 1972 da D. M. Ritchie presso i laboratori AT&T Bell, per poter riscrivere in un linguaggio di alto livello il codice del sistema operativo UNIX. Definizione formale nel 1978 (B.W. Kernigham e D. M. Ritchie) Nel 1983 e stato definito uno standard (ANSI C) da parte dell American National Standards Institute. Caratteristiche principali: Elevato potere espressivo: Tipi di dato primitivi e tipi di dato definibili dall utente Strutture di controllo (programmazione strutturata, funzioni e procedure) Caratteristiche di basso livello (gestione delle memoria, accesso alla rappresentazione) Stile di programmazione che incoraggia lo sviluppo di programmi per passi di raffinamento successivi (sviluppo top-down) Sintassi definita formalmente FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 1

2 Elementi del testo di un programma C: Nel testo di un programma C possono comparire: parole chiave commenti caratteri e stringhe numeri (interi o reali) valori costanti identificatori Parole chiave: auto break case const continue default do double else enum extern float for goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typedef unsigned void volatile while Le parole chiave sono parole riservate, cioe` non possono essere utilizzate come identificatori (ad esempio di variabili) FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 2

3 Commenti: Sono sequenze di caratteri ignorate dal compilatore. Vanno racchiuse tra /*... */: /* questo e un commento dell autore */ I commenti vengono generalmente usati per introdurre note esplicative nel codice di un programma. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 3

4 Costanti Caratteri: Insieme dei caratteri disponibili (e dipendente dalla implementazione). In genere, ASCII esteso (256 caratteri). Si indicano tra singoli apici: Caratteri speciali: a newline \n tab \t backspace \b form feed \f carriage return \r codifica ottale \OOO con O cifra ottale 0-7 \041 è la codifica del carattere! \' \\ \" \0 (carattere nullo) A FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 4

5 Stringhe: Sono sequenze di caratteri tra doppi apici " ". "a" "aaa" "" (stringa nulla) Esempi: printf("prima riga\nseconda riga\n"); printf("\\\"/"); Prima riga Seconda riga \"/ FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 5

6 Numeri interi Rappresentano numeri relativi (quindi con segno): 2 byte 4 byte base decimale , 12L base ottale base esadecimale 0xFF 0x11170 Numeri reali Varie notazioni: E E-1 Suffissi: l, L, u, U ( interi-long, unsigned) f, F (reali - floating) Prefissi: 0 (ottale) 0x, 0X(esadecimale) FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 6

7 Identificatori Un identificatore e un nome che denota un oggetto usato nel programma (ad esempio, variabili, costanti, tipi, procedure e funzioni). Deve iniziare con una lettera (o con il carattere _ ), a cui possono seguire lettere e cifre in numero qualunque (dipende dalla realizzazione): <identificatore>::=<lettera>{<lettera> <cifra>} distinzione tra maiuscole e minuscole (linguaggio case-sensitive) underscore ( _ ) iniziale solo per oggetti di sistema _ variabile globale del Turbo C++ vale 1 se il PC ha il coprocessore matematico Esempi: Alfa beta corretti Gamma1 Gamma2 3X int non sono corretti In ciascuna realizzazione esistono identificatori standard e nonstandard predefiniti (parole chiave). + prima di essere usato, un identificatore deve essere gia` stato definito in una parte di testo precedente. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 7

8 Struttura di un programma C Nel caso piu semplice, un programma C consiste in: <programma>::= [<parte-dich-globale>] <main> [{<altre-funzioni>}] A sua volta la parte <main> di un programma e suddivisa in: <main> ::= main() { <parte-dichiarazioni> <parte-istruzioni> } + il <main> e costituito da due parti: Una parte di dichiarazioni (variabili, tipi, costanti, etichette, etc.) in cui vengono descritti e definiti gli oggetti che vengono utilizzati dal main; Una parte istruzioni che descrive l algoritmo risolutivo utilizzato, mediante istruzioni del linguaggio. Formalmente: il main e` una funzione che non restituisce alcun valore. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 8

9 Esempio: /*programma che, letti due numeri a terminale, ne stampa la somma*/ LQFOXGHVWGLRK! main() { int X,Y; /* p. dichiarativa */ scanf("%d%d",&x,&y);/*p. istruzioni*/ printf("%d",x+y); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 9

10 Dati e Operazioni Dati: I dati manipolati da un programma possono essere classificati in: costanti, dati che non cambiano di valore durante l esecuzione variabili, dati che cambiano di valore durante l esecuzione Operazioni: Istruzione di assegnamento: (variabile come astrazione della cella di memoria) <identificatore-variabile> = <espressione>; Istruzioni di lettura e scrittura: scanf(<stringa-controllo>,<sequenza-elementi>); printf(<stringa-controllo>,<sequenza-elementi>); FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 10

11 Istruzioni di controllo: istruzione composta: (blocco) { <sequenza-istruzioni> } istruzione condizionale: (selezione) if <espressione> <istruzione> else <istruzione>; istruzione di iterazione: (ciclo) while <espressione> <istruzione>; Sono in realta` molte di piu`. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 11

12 Definizione di variabili Una variabile rappresenta un dato che puo cambiare il proprio valore durante l esecuzione. La definizione di variabile associa ad un identificatore (nome della variabile) un tipo. <def-variabili> ::= <identificatore-tipo> <identificatore-variabile> {, <identificatore-variabile> } ; int A, B, SUM; /* dati interi */ float root, Root; /* dati reali */ char C ; /* carattere */ + La definizione di una variabile provoca come effetto l'allocazione in memoria della variabile specificata. Ogni istruzione successiva alla definizione di una variabile A, potra` utilizzare A FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 12

13 Variabile Il concetto di variabile nel linguaggio C rappresenta una astrazione della cella di memoria. V L istruzione di assegnamento, quindi, e l astrazione dell operazione di scrittura nella cella che la variabile rappresenta. Assegnamento: <identificatore-variabile> = <espressione> Esempio: int a;... a=100; V FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 13

14 Esempio: #include <stdio.h> main() { /* programma che letto un numero a terminale stampa il valore della circonferenza del cerchio con quel raggio */ float X, Y; scanf("%f",&x); Y = 2*3.14*X; printf("%f",y); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 14

15 Definizione di costanti Una costante rappresenta un dato che non puo cambiare di valore nel corso dell esecuzione. La dichiarazione di una costante associa ad un identificatore (nome della costante) un valore (numero o altro identificatore di costante). <dichiarazionezione-costanti> ::= const <tipo> <identificatore-costante>=<costante> <costante> ::= (+ -) <identificatore-costante> (+ -)<numero-senza-segno> <altre-costanti> const float pigreco = 3.14; const float pigreco = ; e = ; menoe = - e; + prima di essere usato, un identificatore deve essere gia` stato definito (ad es., e per definire menoe). Si aumenta la leggibilita` e modificabilita` dei programmi. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 15

16 Esempio: #include <stdio.h> main() { /* programma che, letto un numero a terminale stampa il valore della circonferenza del cerchio con quel raggio */ const float pigreco = ; float X, Y; scanf("%f",&x); Y = 2*pigreco*X; printf("%f",y); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 16

17 Il concetto di Tipo Nei linguaggi di programmazione più recenti si fa uso dei tipi: Proprietà: + Ciascun dato (variabile o costante) del programma deve appartenere ad un solo tipo. + Ciascun operatore richiede operandi di tipo specifico e produce risultati di tipo specifico. Vantaggi: Se un linguaggio di programmazione e tipato: + Astrazione:L utente esprime i dati ad un livello di astrazione piu` alto della loro organizzazione fisica. L insieme di bit che rappresenta un valore di un certo tipo non e` accessibile. Maggior portabilita`. + Protezione: Il linguaggio protegge l utente da combinazioni errate di dati ed operatori (controllo statico sull uso di variabili, etc. in fase di compilazione). Portabilita : l indipendenza dall architettura rende possibile la compilazione dello stesso programma su macchine profondamente diverse. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 17

18 Tipo di Dato in C In C si possono utilizzare: tipi primitivi: sono tipi di dato previsti dal linguaggio (built-in) e quindi rappresentabili direttamente. tipi non primitivi: sono tipi definibili dall utente (mediante appositi costruttori di tipo, v. typedef). Inoltre si distingue tra: tipi scalari, il cui dominio e` costituito da elementi atomici, cioe` logicamente non scomponibili. tipi strutturati, il cui dominio e` costituito da elementi non atomici (e quindi scomponibili in altri componenti). FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 18

19 Classificazione dei tipi di dato in C tipi di dato scalari strutturati predefiniti int char float double definiti dall utente enum * puntatori costruttori predefiniti [ ] (vettori) struct (record) union definiti dall utente... FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 19

20 Il C prevede quattro tipi primitivi: Tipi primitivi char (caratteri) int (interi) float (reali) double (reali in doppia precisione) Qualificatori e Quantificatori + E` possibile applicare ai tipi primitivi dei quantificatori e dei qualificatori: I quantificatori (long e short) influiscono sullo spazio in memoria richiesto per l allocazione del dato. short (applicabile al tipo int) long (applicabile ai tipi int e double) int X; /* X e rappresentato da 16 bit */ long int Y; /*Y -> 32 bit */ I qualificatori condizionano il dominio dei dati: signed (applicabile ai tipo int e char) unsigned (applicabile ai tipo int e char) int A; /*A in[-2e15,2e15-1] */ unsigned int B; /*B in[0,2e16-1]*/ FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 20

21 Il tipo int Il dominio associato al tipo int rappresenta l insieme dei numeri interi (cioe` Z, insieme dei numeri relativi): ogni variabile di tipo int e` quindi l'astrazione di un intero. int A; /* A e un dato intero */ + Poiche` si ha sempre a disposizione un numero finito di bit per la rappresentazione dei numeri interi, il dominio rappresentabile e` di estensione finita. Ad esempio: se il numero n di bit a disposizione per la rappresentazione di un intero è 16, allora il dominio rappresentabile è composto di: 2 n = 2 16 = valori e l intervallo di valori rappresentabili è [-(2 n-1 ), (2 n-1-1)] FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 21

22 Uso dei quantificatori short/long: Aumentano/diminuiscono il numero di bit a disposizione per la rappresentazione di un intero: spazio(short int) <= spazio(int) <= spazio(long int) Uso dei qualificatori: signed: di solito non viene usato solo per gli interi perchè signed int è equivalente ad int. unsigned: vengono rappresentati valori a priori positivi. Intervallo rappresentabile con n bit: [0, (2 n - 1)] FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 22

23 Operatori sugli interi Al tipo int (e tipi ottenuti da questo mediante qualificazione/quantificazione) sono applicabili i seguenti operatori: Operatori aritmetici: forniscono risultato intero: +, -, *, / somma, sottrazione, prodotto, divisione intera. % operatore modulo: resto della divisione intera: 10%3 ù 1 ++, -- incremento e decremento: richiedono un solo operando (una variabile) e possono essere postfissi (a++) o prefissi (++a) (v. espressioni) FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 23

24 Valori logici (vero, falso) + in C non esiste un tipo primitivo per rappresentare dati logici. Come vengono rappresentati i risultati di espressioni relazionali? Il C prevede che i valori logici vengano rappresentati attraverso interi: Ad esempio, l'espressione A > B restituisce: ù ù 0, se la relazione non e` vera (falso) 1, se la relazione e` vera (vero) FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 24

25 Operatori relazionali: si applicano ad operandi interi e producono risultati interi appartenenti all insieme {0,1} (valori logici, il valore 0 corrisponde a falso, il valore 1 corrisponde a vero ).: ==,!= uguaglianza, disuguaglianza: 10==3 ù falso, risultato = 0 10!=3 ù vero, risultato = 1 <, >, <=, >= minore, maggiore, minore o uguale, maggiore o uguale Operatori logici: 10>=3 ù vero, risultato = 1 si applicano ad operandi di tipo int e producono risultati interi appartenenti all'insieme {0,1} (valori logici). In particolare l insieme degli operatori logici e`: && operatore AND logico operatore OR logico! operatore di negazione (NOT) FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 25

26 Definizione degli operatori logici: a b a&&b a b!a falso falso falso falso vero falso vero falso vero vero vero falso falso vero falso vero vero vero vero falso + In C, gli operandi di operatori logici sono di tipo int: se il valore di un operando e` diverso da zero, viene interpretato come vero. se il valore di un operando e` uguale a zero, viene interpretato come falso. Quindi, gli operatori logici in C: a b a&&b a b!a FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 26

27 Esempi sugli operatori tra interi: 37 / 3 ù % 3 ù 1 7 < 3 ù 0 7 >=3 ù ù ù 1 12 && 2 ù 1 0 && 17 ù 0! 2 ù 0 Overloading: Il C (come Pascal, Fortran e molti altri linguaggi) operazioni primitive associate a tipi diversi possono essere denotate con lo stesso simbolo (ad esempio, le operazioni aritmetiche su reali od interi). FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 27

28 I tipi float e double (reali) Rappresentano l insieme dei numeri reali. In realtà, sono un'approssimazione dei reali, sia come precisione che come intervallo di valori. Lo spazio allocato (e quindi l'insieme dei valori rappresentabili) dipende dalla rappresentazione adottata. Uso del quantificatore long: si puo` applicare a double, per aumentare la precisione: spazio(float) <= spazio(double) <= spazio(long double) FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 28

29 Ad Esempio: Rappresentazione dei reali in TurboC++: + 4 byte per float e 8 per double (10 byte per long double). Tipo: Precisione Valori float 6 cifre dec double 15 cifre dec FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 29

30 Operatori sui Reali Operatori aritmetici: +, -, *, /, ++, -- si applicano a operandi reali e producono risultati reali Operatori relazionali: hanno lo stesso significato visto nel caso degli interi: ==,!= uguale, diverso <, >, <=, >=, minore, maggiore etc. + producono un risultato intero appartenente a {0,1} 0, se la relazione è falsa 1, se la relazione è vera FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 30

31 Esempi: 5.0 / 2 ù / 2 ù < 4.55 ù 1 17== 121 ù 0 + A causa della rappresentazione finita, ci possono essere errori di conversione. Ad esempio, i test di uguaglianza tra valori reali (in teoria uguali) potrebbero non essere verificati. (x / y) *y == x Meglio utilizzare "un margine accettabile di errore": (X == Y) ù (X<=Y+epsilon) && (X<=Y+epsilon) dove, ad esempio: const float epsilon= ; FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 31

32 Il tipo char Rappresenta l insieme dei caratteri disponibili sul sistema di elaborazione (set di caratteri). Per carattere si intende ogni simbolo grafico rappresentabile all'interno del sistema. Ad esempio: le lettere dell'alfabeto (maiuscole, minuscole) le cifre decimali ('0',..'9') i segni di punteggiatura (',', '.' etc.) altri simboli di vario tipo ('+', '-', '&', '@', etc.). i caratteri di controllo (bell, lf,, ff, etc.) Ogni valore viene specificato tra singoli apici. Ad esempio: a b A 0 2 Il dominio associato al tipo char e` ordinato. L ordine dipende dal codice utilizzato nella macchina. Di solito, codice ASCII esteso. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 32

33 Operatori sui caratteri Il linguaggio C rappresenta i dati di tipo char come degli interi: ù ogni carattere viene mappato sull intero che rappresenta il codice nella tabella dei set di caratteri. + sui dati char e possibile eseguire tutte le operazioni previste per gli interi. Ogni operazione, infatti, e applicata ai codici associati agli operandi. Operatori relazionali: ==,!=,<,<=,>=,> per i quali valgono le stesse regole viste per gli interi Ad esempio: char x,y; x < y se e solo se codice(x) < codice(y) Operatori aritmetici: sono gli stessi visti per gli interi. Operatori logici: sono gli stessi visti per gli interi. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 33

34 Esempi: A < C ù 1 (infatti 65 < 67 e vero) " + # ù C (codice(")+codice(#)=67)! A ù 0 (codice(a) e diverso da zero) A && a ù 1 Uso dei qualificatori: In C il tipo char e visto come dominio di valori interi: Tipo: Dimensione Valori signed char 1 byte unsigned char 1 byte char è realizzato con un signed char o un unsigned char a seconda del sistema. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 34

35 Espressioni Omogenee ed Eterogenee In C è possibile combinare tra di loro operandi di tipo diverso: espressioni omogenee: tutti gli operandi sono dello stesso tipo espressioni eterogenee: gli operandi sono di tipi diversi. Regola adottata in C: sono eseguibili le espressioni eterogenee in cui tutti i tipi referenziati risultano compatibili (cioe`: dopo l applicazione della regola automatica di conversione implicita di tipo del C risultano omogenei ). non sono eseguibili le espressioni eterogenee se tutti i tipi referenziati risultano non compatibili (cioe` restano eterogenei anche dopo l applicazione della regola automatica di conversione implicita di tipo del C). FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 35

36 Regole di conversione implicita previste dal C Data una espressione x op y. 1. Ogni variabile di tipo char o short (incluse le rispettive versioni signed o unsigned) viene convertita nel tipo int; 2. Se dopo l esecuzione del passo 1 l'espressione e` ancora eterogenea, rispetto alla seguente gerarchia int < long < unsigned< unsigned long < float < double < long double si converte temporaneamente l'operando di tipo inferiore al tipo superiore (promotion); 3. A questo punto l'espressione e` omogenea e viene eseguita l'operazione specificata. Il risultato e` di tipo uguale a quello prodotto dall'operatore effettivamente eseguito. (In caso di overloading, quello piu` alto gerarchicamente). FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 36

37 Compatibilita e conversione implicita di tipo + La compatibilita, di solito, viene controllata staticamente, applicando le regole di conversione implicita in fase di compilazione senza conoscere i valori attribuiti ai simboli (tipizzazione forte). Esempio 1: espressione semplice x / y 3 / 3.0 ù 1.0 (reale) 3.0 /3 ù 1.0 (reale) 3 / 3 ù 1 (intero) Esempio 2: espressione composta int x; char y; double r; (x+y) / r La valutazione dell espressione procede da sinistra verso destra: FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 37

38 passo 1: (x+y) y viene convertito nell'intero corrispondente viene applicata la somma tra interi ù risultato intero tmp passo 2: tmp / r tmp viene convertito nel double corrispondente viene applicata la divisione tra reali ù risultato reale FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 38

39 Istruzioni: classificazione In C, le istruzioni possono essere classificate in due categorie: istruzioni semplici istruzioni strutturate: si esprimono mediante composizione di altre istruzioni (semplici e/o strutturate). Di questa categoria fanno parte le istruzioni per il controllo del flusso di esecuzione. istruzioni SEMPLICI assegnamento ingresso / uscita goto STRUTTURATE istruzione composta if else while do for do while switch FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 39

40 Assegnamento E l istruzione con cui si modifica il valore di una variabile. <istruzione-assegnamento>::= <identificatore-variabile> = <espressione> Ad esempio: int A, B; A=20; B=A*5; Compatibilita di tipo ed assegnamento: In un assegnamento, l'idendificatore di variabile e l espressione devono essere dello stesso tipo (eventualmente, conversione implicita). Esempio: int x; char y; double r; x=y; /* char -> int*/ x=y+x; r=y; /* char -> int -> double*/ x=r; /* troncamento*/ FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 40

41 Esempio: main() /* intestazione programma */ { /* segue parte dichiarazioni */ /* parte dichiarazioni variabili */ int X,Y; unsigned int Z; float SUM; } /* segue parte istruzioni */ X=27; Y=343; Z = X + Y -300; X = Z / ; Y = (X + Z) / 10 * 10; /* qui X=30, Y=100, Z=70 */ X = X + 70; Y = Y % 10; Z = Z + X -70; SUM = Z * 10; /* qui X=100, Y=0, Z=100, SUM=1000.0*/ FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 41

42 Inizializzazione delle variabili È possibile specificare un valore iniziale di un oggetto in fase di definizione. Variabili scalari, vettori, strutture. I tipi scalari vengono inizializzati con una sola espressione che puo` essere racchiusa tra una coppia di { }. Esempio: int x = {10}; char y = a ; double r = 3.14*2; + Differisce dalla definizione di costanti, perche i valori delle variabili, durante l esecuzione del programma, potranno essere modificati. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 42

43 Espressioni Un espressione e una regola per il calcolo di un valore. E una combinazione di operandi tramite operatori. 3 * (17-193) % 19 (3 < 7) && (4 <= 5) or (X > 10) + A ciascuna variabile che compare in una espressione deve essere gia` stato attribuito un valore: l espressione utilizza il valore corrente della variabile. Espressioni Aritmetiche: A seconda del tipo degli operandi, restituiscono valore intero oppure reale. Espressioni aritmetiche di incremento e decremento: Si applicano ad operandi di tipo intero (o reale, o carattere) e producono un risultato dello stesso tipo. int A=10; A++; /*equivale a: A=A+1; */ A--; /*equivale a: A=A-1; */ FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 43

44 Notazione Prefissa: (ad esempio, ++A) significa che l'incremento viene fatto prima dell'impiego del valore di A nella espressione. Notazione Postfissa: (ad esempio, A++) significa che l'incremento viene effettuato dopo l'impiego del valore di A nella espressione. Ad esempio: int A=10, B; char C= a ; B=++A; /*A e B valgono 11 */ B=A++; /* A=12, B=11 */ C++; /* C vale b */ int i, j, k; k = 5; i = ++k; /* i = 6, k = 6 */ j = i + k++; /* j=12, i=6,k=7 */ j = i + k++; /*equivale a: j=i+k; k=k+1;*/ + Si possono scrivere espressioni il cui valore e` difficile da predire: k = 5; j = ++k + k++; /* j=12,k=7 */ FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 44

45 Espressioni relazionali: Restituiscono un valore vero (in C, uguale a 1) o falso (in C, uguale a 0). Sono ottenute applicando gli operatori relazionali ad operandi compatibili. (3 < 7) x <= y Espressioni logiche: Sono ottenute mediante gli operatori di: complemento (not)! congiunzione (and) && disgiunzione (or) FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 45

46 Algebra di Boole: {vero, falso} A B A && B A B! A falso falso falso falso vero falso vero falso vero vero vero falso falso vero falso vero vero vero vero falso Proprieta :!! A = A (idempotenza) A falso = A A && vero = A (A && B) && C = A && (B && C) (A B) C = A (B C) (A && B) C = (A C) && (B C) (A B) && C = (A && C) (B && C) Leggi di De Morgan:! (A && B) = (! A) (! B)! (A B) = (! A) && (! B) FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 46

47 Valutazione di Espressioni Nelle espressioni, gli operatori sono valutati secondo una precedenza prestabilita (altrimenti parentesi tonde), e seguendo opportune regole di associativita. Precedenza ed Associativita degli Operatori La precedenza degli operatori è stabilita dalla sintassi delle espressioni. equivale sempre a a + b * c a + (b * c) L'associatività è ancora stabilita dalla sintassi delle espressioni. a + b + c equivale sempre a (a + b) + c Regole di Precedenza e Associativita degli Operatori C: FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 47

48 Operatore Associativita () [] -> da sinistra a destra! ~ & sizeof da destra a sinistra * / % da sinistra a destra + - da sinistra a destra << >> da sinistra a destra < <= > >= da sinistra a destra ==!= da sinistra a destra & da sinistra a destra ^ da sinistra a destra da sinistra a destra && da sinistra a destra da sinistra a destra?: da destra a sinistra =+ =- =* =/ da destra a sinistra, da sinistra a destra FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 48

49 Espressioni E` possibile forzare le regole di precedenza mediante l'uso delle parentesi. In caso di pari priorita`, l'ordine di valutazione e` quello testuale (da sinistra a destra). 3*5 % 2 ù equivale a: (3*5) % 2 3 < 0 && 3 < 10 ù 0 && 1 3<(0 && 3) < 10 ù 3 < 0 < 10 FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 49

50 Esercizi: Sia V=5, A=17, B=34. Determinare il valore delle seguenti espressioni logiche: A<=20 A>=40! (B=A*2) A<=B && A<=V A>=B && A>=V! (A>=B && A<=V)! (A>=B)!(A<=V) Soluzioni: A<=20 A>=40 ù vero {A<20, short cut}! (B=A*2) ù falso {B=34=17*2} A<=B && A<=V ù falso {A>V} A>=B && A>=V ù falso {A<B}! (A<=B && A<=V) ù vero! (A>=B)!(A<=V) ù vero / Esercizio: Determinare, applicando le leggi di De Morgan, se le seguenti espressioni sono equivalenti:! (A && B && C) (! A) or (! B) (! C)! (! A &&! B) A && B! (! A! B) A && B! (! A! B) A B Soluzioni: Nell ordine: si, no, si no. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 50

51 Istruzioni di ingresso ed uscita (input/output) L'immissione dei dati di un programma e l uscita dei suoi risultati avvengono attraverso operazioni di lettura e scrittura. Il C non ha istruzioni predefinite per l'input/output. In ogni versione ANSI C, esiste una Libreria Standard (stdio) che mette a disposizione alcune funzioni (dette funzioni di libreria) per effettuare l'input e l'output. Le dichiarazioni delle funzioni messe a disposizione da tale libreria devono essere essere incluse nel programma: #include <stdio.h> + #include e` una direttiva per il preprocessore C: nella fase precedente alla compilazione del programma ogni direttiva #... viene eseguita, provocando delle modifiche testuali al programma sorgente. Nel caso di #include <nomefile>: viene sostituita l istruzione stessa con il contenuto del file specificato. Dispositivi standard di input e di output: per ogni macchina, sono periferiche predefinite (generalmente tastiera e video). FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 51

52 Input/Output Il C vede le informazioni lette/scritte da/verso i dispositivi standard di I/O come file sequenziali, cioe sequenze di caratteri (o stream). Gli stream di input/output possono contenere dei caratteri di controllo: End Of File (EOF) End Of Line... Sono disponibili funzioni di libreria per: Input/Output a caratteri Input/Output a stringhe di caratteri Input/Output con formato a b 57 * c 6 testina lettura fine linea fine file (EOF) (ctrl-z) FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 52

53 I/O con formato Nell I/O con formato occorre specificare il formato (tipo) dei dati che si vogliono leggere oppure stampare. Il formato stabilisce: Lettura: scanf come interpretare la sequenza dei caratteri immessi dal dispositivo di ingresso (nel caso della lettura) con quale sequenza di caratteri rappresentare in uscita i valori da stampare (nel caso di scrittura) E` una particolare forma di assegnamento: la scanf assegna i valori letti alle variabili specificate come argomenti (nell'ordine di lettura). scanf(<stringa-formato>, <sequenza-variabili>); FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 53

54 scanf Ad esempio: int X; float Y; scanf("%d%f", &X, &Y); legge una serie di valori in base alle specifiche contenute in <stringa-formato>: in questo caso "%d%f" indica che devo leggere due valori, uno decimale (%d) ed uno reale (%f) memorizza i valori letti nelle variabili (X, Y nell'esempio) e` una funzione che restituisce il numero di valori letti e memorizzati, oppure EOF in caso di end of file + Gli identificatori delle variabili a cui assegnare i valori sono sempre preceduti dal simbolo &. [Infatti le variabili devono essere specificate attraverso il loro indirizzoù operatore & (v. puntatori e funzioni)] + La <stringa_formato> puo` contenere dei caratteri qualsiasi (che vengono scartati, durante la lettura), che si prevede vengano immessi dall esterno, insieme ai dati da leggere. Ad esempio: scanf( %d:%d:%d, &A, &B, &C); => richiede che i tre dati da leggere vengano immessi separati dal carattere :. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 54

55 Scrittura: printf La printf viene utilizzata per fornire in uscita il valore di una variabile, o, piu in generale, il risultato di una espressione. Anche in scrittura e necessario specificare (mediante una stringa di formato) il formato dei dati che si vogliono stampare. printf(<stringa-formato>,<sequenza-elementi>) Ad esempio: int X; float Y; printf("%d%f", X*X,Y); scrive una serie di valori in base alle specifiche contenute in <stringa-formato>. In questo caso, un intero (%d), ed un reale (%f). i valori visualizzati sono i risultati delle espressioni che compaiono come argomenti restituisce il numero di caratteri scritti. La stringa di formato della printf puo` contenere sequenze costanti di caratteri da visualizzare. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 55

56 Esempio: main() { int k; scanf("%d",&k); printf("quadrato di %d: %d",k,k*k); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 56

57 Input/Output Formati più comuni: short long signed int %d %hd %ld unsigned int %u (decimale) %hu %lu %o (ottale) %ho %lo %x (esadecimale) %hx %lx float %e, %f, %g double %le, %lf, %lg carattere singolo %c stringa di caratteri %s puntatori (indirizzi) %p Caratteri di controllo: newline \n tab \t backspace \b form feed \f carriage return \r Per la stampa del carattere % si usa:%% FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 57

58 Esempi: scanf("%c%c%c%d%f", &c1,&c2,&c3,&i,&x); Se in ingresso vengono dati: ABC le variabili char c1 A char c2 B char c3 C int i 3 float x char Nome= F ; char Cognome= R ; printf("%s\n%c. %c. \n\n%s\n", "Programma scritto da:", Nome,Cognome,"Fine"); ù viene stampato: Programma scritto da: F. R. Fine FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 58

59 Esempi: main() { int a; printf("da un carattere ottieni \ il valore decimale, ottale \ e hex "); scanf("%c",a); printf("\n%c vale %d in decimale, \ %o in ottale \ e %x in hex.\n",a, a, a, a); } main() { float x; int ret, i; char name[50]; printf("inserisci un numero decimale, "); printf("un floating ed una stringa con meno "); printf("di 50 caratteri e senza bianchi"); ret = scanf("%d%f%s",&i,&x,name); printf("%d valori letti %d %f %s", ret, i, x, name); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 59

60 / Esercizio: Calcolo dell orario previsto di arrivo. Scrivere un programma che legga tre interi positivi da terminale, rappresentanti l orario di partenza (ore, minuti, secondi) di un vettore aereo, legga un terzo intero positivo rappresentante il tempo di volo in secondi e calcoli quindi l orario di arrivo. Approccio top-down: Nel caso di un problema complesso puo` essere utile adottare una metodologia top-down: Si applica il principio di scomposizione, dividendo un problema in sotto-problemi e sfruttando l ipotesi di conoscere le loro soluzioni per risolvere il problema di partenza: a) dato un problema P ricavarne una soluzione attraverso la sua scomposizione in sottoproblemi piu` semplici b) eseguire a), b) per ogni sottoproblema individuato, che non sia risolvibile attraverso l'esecuzione di un sottoproblema elementare. La soluzione finale si ottiene dopo una sequenza finita di passi di raffinamento relativi ai sottoproblemi via via ottenuti, fino ad ottenere sottoproblemi elementari. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 60

61 Prima specifica: main() { /*dichiarazione dati */ } /* leggi i dati di ingresso */ /*calcola l orario di arrivo */ /*stampa l orario di arrivo */ Codifica: Come dati occorrono tre variabili intere per l orario di partenza ed una variabile intera per i secondi di volo. /*definizione dati */ unsigned int long unsigned int Ore, Minuti, Secondi; TempoDiVolo; FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 61

62 /*leggi i dati di ingresso*/: /*leggi l orario di partenza*/ printf("%s\n","orario di partenza (hh,mm,ss)?"); scanf("%d%d%d\n", &Ore, &Minuti, &Secondi); /*leggi il tempo di volo*/ printf("%s\n","tempo di volo (in sec.)?"); scanf("%d\n", &TempoDiVolo); /*calcola l orario di arrivo*/: Secondi = Secondi + TempoDiVolo; Minuti = Minuti + Secondi / 60; Secondi = Secondi % 60; Ore = Ore + Minuti / 60; Minuti = Minuti % 60; Ore = Ore % 24; /*stampa l orario di arrivo*/: printf("%s\n","arrivo previsto alle (hh,mm,ss):"); printf("%d%c%d%c%d\n", Ore, :,Minuti, :, Secondi); Per Ore, Minuti, Secondi si puo` oltrepassare l estremo superiore dell intervallo. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 62

63 main() { /*dichiarazione dati */ unsigned char Ore, Minuti, Secondi; long unsigned int TempoDiVolo; /*leggi i dati di ingresso*/: /*leggi l orario di partenza*/ printf("%s\n","orario di partenza (hh,mm,ss)?"); scanf("%d%d%d", &Ore, &Minuti, &Secondi); /*leggi il tempo di volo*/ printf("%s\n","tempo di volo (in sec.)?"); scanf("%d", &TempoDiVolo); /*calcola l orario di arrivo*/ Secondi = Secondi + TempoDiVolo; Minuti = Minuti + Secondi / 60; Secondi = Secondi % 60; Ore = Ore + Minuti / 60; Minuti = Minuti % 60; Ore = Ore % 24; /*stampa l orario di arrivo*/ printf("%s\n","arrivo previsto alle (hh,mm,ss):"); printf("%d%c%d%c%d\n", Ore, :,Minuti, :, Secondi); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 63

64 / Esercizio: Calcolo della media di tre voti Si scriva un programma che acquisisca in ingresso i voti relativi a tre esami sostenuti da uno studente (si supponga che i voti siano espressi in trentesimi). Successivamente il programma deve: stampare la media dei voti riportati (espressa come numero reale in trentesimi) convertire e stampare i voti in centesimi stampare la media espressa in centesimi FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 64

65 #include <stdio.h> main() { const float conv= 100.0/30.0; int voto1, voto2, voto3; float v1c, v2c, v3c, media; /* Parte 1: Acquisizione dei dati */ printf( Immetti il primo voto: ); scanf( %d, &voto1); printf( \nimmetti il secondo voto: ); scanf( %d, &voto2); printf( \nimmetti il terzo voto: ); scanf( %d, &voto3); /* Parte 2: Calcolo dei risultati */ v1c=voto1 * conv; v2c=voto2 * conv; v3c=voto3 * conv; printf( \nmedia in trentesimi: %f\n, (voto1+voto2+voto3)/3.0); printf( Voti convertiti in centesimi\n ); printf( Voto 1:\t%f\nVoto 2:\t%f\nVoto 3 :\t%f\n, v1c, c2c, v3c ); media=(v1c+v2c+v3c)/3; printf( Media in centesimi: %f\n,media); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 65

66 Istruzioni di controllo istruzione composta: (blocco) istruzioni condizionali: (selezione) istruzioni di iterazione: (ciclo) Sono alla base della programmazione strutturata. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 66

67 Programmazione strutturata (Dijkstra, 1969) La programmazione strutturata nasce come proposta per regolamentare e standardizzare le metodologie di programmazione. Obiettivo: rendere piu facile la lettura dei programmi (e quindi la loro modifica e manutenzione). Idea di base: eliminazione dei salti incondizionati FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 67

68 Programmazione Strutturata + Abolizione di salti incondizionati (goto) nel flusso di controllo. ù La parte istruzioni (o parte esecutiva) di un programma viene vista come un comando (complesso, o strutturato) ottenuto componendo comandi elementari (assegnamento, chiamata di procedura), mediante alcune regole di composizione (strutture di controllo). Strutture di controllo: concatenazione (o composizione); alternativa (o istruzione condizionale) che ramifica il flusso di controllo in base al valore di un espressione (logica o relazionale); ripetizione (o iterazione) che provoca l esecuzione ripetuta di un istruzione (eventualmente composta) finche` un espressione booleana rimane vera. Vantaggi: leggibilita` supporto a metodologia di progetto top-down supporto a metodologia bottom-up facilita` di verifica e manutenzione FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 68

69 Strutture di controllo Caratteristiche: Hanno un solo punto di ingresso ed un solo punto di uscita. Possono essere interpretate come una singola azione in una computazione sequenziale. I programmi sono più leggibili FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 69

70 Concatenazione {I1; I2;...; In} I1 I2 I3 In FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 70

71 Esempio: istruzione composta SURJUDPPDFKHOHWWLGXHQXPHULD WHUPLQDOHQHVWDPSDODVRPPD LQFOXGHVWGLRK! PDLQ ^ LQW;< ` SULQWI³,QVHULVFLGXHQXPHUL ^ VFDQIGG ; < SULQWIG;< ` FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 71

72 Istruzioni di alternativa Istruzione if: if (<espressione>) <istruzione1> else <istruzione2>; se il risultato di espressione è vero (diverso da zero) viene eseguita l istruzione 1, altrimenti viene eseguita l istruzione 2. (!=0) (==0) espressione Istruzione1 Istruzione2 La parte else è opzionale. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 72

73 Esempio: Programma che legge due numeri e determina qual è il maggiore. /* determina il maggiore tra due numeri file c2.c */ #include <stdio.h> main() { int primo,secondo; } scanf("%d%d",&primo,&secondo); if (primo>secondo) printf("%d",primo); else printf("%d",secondo); FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 73

74 <istruzione1> ed <istruzione2> possono essere di tipo qualunque, semplice o strutturato, eventualmente anche un istruzione composta: Esempio: if /* Programma che calcola le radici di un equazione di secondo grado*/ #include <stdio.h> #include <math.h> /*lib. matematica*/ main() { int a,b,c; float d,x1,x2; scanf("%d%d%d",&a,&b,&c); if ((b*b) < (4*a*c)) printf("%s","radici complesse"); else { printf("%d%d%d",a,b,c); d=sqrt(b*b-4*a*c); x1=(-b+d)/(2*a); x2=(-b-d)/(2*a); printf("%f%f",x1,x2); }; } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 74

75 / Esercizio: Risolvere un sistema lineare di due equazioni in due incognite a 1 x + b 1 y = c 1 a 2 x + b 2 y = c 2 x = (c 1 b 2 -c 2 b 1 ) / (a 1 b 2 - a 2 b 1 ) = XN / D y = (a 1 c 2 - a 2 c 1 ) / (a 1 b 2 - a 2 b 1 ) = YN / D Soluzione: #include <stdio.h> main() { int A1,B1,C1,A2,B2,C2,XN,YN,D; float X,Y; scanf("%d%d%d%\n",&a1,&b1,&c1); scanf("%d%d%d%\n",&a2,&b2,&c2); XN = (C1*B2 - C2*B1); D = (A1*B2 - A2*B1); YN = (A1*C2 - A2*C1); if (D == 0) {if (XN == 0) printf("sist. indeterm.\n"); else printf("nessuna soluz.\n"); } else {X= XN/D; } Y= YN/D; printf("%f%f\n",x,y); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 75

76 Istruzione if: if (<espressione>) <istruzione1> else <istruzione2>; <istruzione1> ed <istruzione2> possono essere ancora istruzioni if. + Si possono avere piu` istruzioni if annidate: if (<e1>) if (<e2>) <i1>; else <i2>; (==0) e1 (!=0) (==0) e2 (!=0) i2 i1 L else si riferisce sempre all if più interno, se non specificato altrimenti. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 76

77 if (n > 0) if (a > b) n = a; /*n > 0 && a > b */ else n = b; /* n > 0 && a <= b */ + Se si vuole riferire l else all if piu esterno, si usano le graffe: if (n > 0) { if (a > b) n = a; }/*n>0 && a>b */ else n = b; /* n <= 0 */ FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 77

78 If annidati / Esercizio: Dati tre numeri interi positivi che rappresentano i tre lati di un triangolo, si stampi il tipo del triangolo (equilatero, isoscele o scaleno). Prima specifica: main() { /*dichiarazione dati */ } /* leggi le lunghezze dei lati */ /*se triangolo, stampane il tipo */ FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 78

79 Codifica: Come dati occorrono tre variabili intere per rappresentare le lunghezze dei segmenti. /*dichiarazione dati */ unsigned int primo,secondo,terzo; /* leggi le lunghezze dei segmenti */ scanf("%d%d%d",&primo,&secondo,&terzo); /*se triangolo, stampane il tipo */ if (primo + secondo>terzo) if (primo==secondo)/*det. il tipo */ {if (secondo==terzo) printf("equilatero"); else printf("isoscele");} else {if (secondo==terzo) printf("isoscele"); else {if (primo==terzo) printf("isoscele"); else printf("scaleno");} } Annidamento: l indent delle linee del testo del programma rispetta l annidamento delle varie istruzioni ù si aumenta la leggibilita` del programma (modifica piu` facile). FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 79

80 Istruzione di Alternativa Multipla: Switch Switch: switch (<EspressioneIntegralType>) { case <costante1>: <blocco1>; [break;] case <costante2>: <blocco2>; [break;]... case <costanten>: <bloccon>; [break;] [default: <bloccodidefault>;] } L espressione e` detta selettore. Deve avere un valore di tipo IntegralType (enumerabile). Ciascuna costante di una etichetta case deve essere dello stesso tipo del selettore. Un valore puo` comparire al piu` in un etichetta. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 80

81 Istruzione Switch Significato: Se l espressione ha un valore che corrisponde ad una costante (per esempio <costante1>), si esegue il <blocco1> e tutti i blocchi dei rami successivi. + Le alternative non sono mutuamente esclusive: possibilità di eseguire in sequenza più blocchi contigui di istruzioni. + Necessità di forzare l uscita mediante l'istruzione break (che provoca l'uscita forzata dallo switch). Ramo di default: E` possibile specificare un'etichetta default: essa viene eseguita per qualunque valore ritornato da selettore. In pratica, consente di utilizzare una alternativa che viene eseguita se il valore dell'espressione non corrisponde ad alcuna etichetta. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 81

82 Esercizio #include <stdio.h> #define GENNAIO 1 #define FEBBRAIO 2 #define MARZO 3 #define APRILE 4... #define OTTOBRE 10 #define NOVEMBRE 11 #define DICEMBRE 12 main() {... switch (mese) { case GENNAIO: giorni = 31; break; case FEBBRAIO: if (bisestile) giorni = 29; else giorni = 28; break; case MARZO: giorni = 31; break;... case DICEMBRE: giorni = 31; } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 82

83 2 a soluzione: switch (mese) { case FEBBRAIO: if (bisestile) giorni = 29; else giorni = 28; break; case APRILE: giorni = 30; break; case GIUGNO: giorni = 30; break; case SETTEMBRE: giorni = 30; break; case NOVEMBRE: giorni = 30; break; default: giorni = 31; } 3 a soluzione: switch (mese) { case FEBBRAIO: if (bisestile) giorni = 29; else giorni = 28; break; case APRILE: case GIUGNO: case SETTEMBRE: case NOVEMBRE: giorni = 30; break; default: giorni = 31; } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 83

84 Calcolo della data Scrivere un programma che letta una data di un giorno G (espressa nel formato giorno/mese/anno ), calcoli la data del giorno successivo a G. Soluzione Per risolvere il problema, si ricordi che un anno non è bisestile: se non è divisibile per 4 se è divisibile per 4 ed è multiplo di 100, ma non è multiplo di 400 in un anno bisestile il mese di febbraio ha 29 giorni Il programma che risolve il problema è il seguente: #include <stdio.h> #define GENNAIO 1 #define FEBBRAIO 2 #define MARZO 3... #define OTTOBRE 10 #define NOVEMBRE 11 #define DICEMBRE 12 main() { int g1,g2; int m1,m2; int a1,a2; int m, durata; /* acquisizione dei dati */ printf( Dammi la data (giorno/mese/anno): ): scanf( %d/%d/%d,&g1,&m,&a1); m1=m; FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 84

85 /* calcolo della durata del mese */ switch(m1) { case FEBBRAIO: if (a1%4==0) if (a1%100==0 && a1%400!=0) durata=28; else durata = 29; else durata = 28; break; case APRILE: case GIUGNO: case SETTEMBRE: case NOVEMBRE: durata = 30; break; default: durata = 31; } /* calcolo della data del giorno successivo */ if (g1==durata) /* e l ultimo giorno del mese */ { g2=1; if (m1==dicembre) { m2=gennaio; a2=a1+1; } else { m2=m1+1; a2=a1; } } else /* non e l ultimo giorno del mese */ { g2=g1+1; m2=m1; FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 85

86 a2=a1; } printf( Il giorno successivo al %d/%d/%d e : %d/%d/%d\n,g1,m1,a1,g2,m2,a2); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 86

87 Esempio: Una calcolatrice Si vuole realizzare un programma che emuli il comportamento di una calcolatrice in grado di effettuare le operazioni aritmetiche su due operandi A e B. Si supponga che l utente immetta l operazione nel formato: A op B = dove op puo` valere +, -, *, /, %, :. #include <stdio.h> main() { int A, B; char op; printf("digita l operazione che vuoi effettuare [formato da usare A op B=] :\n"); scanf("%d%c%d =", &A, &op, &B); switch (op) { case + : printf("%d\n", A+B);break; case - : printf("%d\n", A-B);break; case * : printf("%d\n", A*B);break; case % : printf("%d\n", A%B);break; case / : printf("%d\n", A/B);break; case : : printf("%f\n",(float)a/(float)b);break; /* divisione non intera*/ default: printf("\n operazione non prevista\n"); } } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 87

88 Istruzioni di iterazione Istruzione while: while (<espressione>) <istruzione>; (==0) (!=0) Espressione Istruzione L epressione (condizione di ripetizione) viene valutata all inizio di ogni ciclo. Il ciclo viene eseguito finche` il valore dell espressione rimane diverso da zero (vero logico). Si esce dal ciclo quando l espressione restituisce un valore = 0 (falso logico). Se inizialmente ha valore zero, il corpo del ciclo non viene mai eseguito. FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 88

89 / Esercizio: Scrivere un programma che calcoli la media degli N voti riportati da uno studente. /* Media di n voti */ #include <stdio.h> main() { int sum,voto,n,i; float media; printf( Quanti sono i voti? ); scanf("%d",&n); sum=0; /* ripeti...*/ printf( Dammi un voto: ); scanf("%d",&voto); sum=sum+voto; /*... per N volte */ media=sum/n; printf("risultato: %f",media); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 89

90 Esercizio (continua): /* Media di n voti*/ #include <stdio.h> main() { int sum,voto,n,i; float media; printf( Quanti sono i voti? ); scanf("%d",&n); sum=0; i=1; while (i <= N) { /* corpo ciclo while */ printf( Dammi il voto n.%d:,sum); scanf("%d",&voto); sum=sum+voto; i=i+1; } media=sum/n; printf("risultato: %f",media); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 90

91 / Esercizio: Programma che calcola il prodotto X*Y come sequenza di somme (si suppone Y>0, X >=0). INIZIO READ: X,Y Z:=0 SI X = 0 NO ciclo X:=X-1 Z:=Z+Y WRITE: Z FINE FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 91

92 Codifica: /* moltiplicazione come sequenza di somme */ #include <stdio.h> main() { int X,Y,Z; printf( Dammi i fattori: ); scanf("%d%d",&x,&y); Z=0; while (X!=0) { /* corpo ciclo while */ Z=Z+Y; X=X-1; } printf("%d",z); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 92

93 while (<espressione>) <istruzione>; Cicli Innestati <istruzione> puo` essere a sua volta una istruzione while ù cicli innestati / Esercizio: Si legga un numero naturale N. Stampare una volta il numero 1, due volte il numero 2,..., N volte il numero N. Dominio di ingresso (0,1,2,...,N) Dominio di uscita ((), (1), (1,2,2),(1,2,2,3,3,3)...). FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 93

94 INIZIO LEGGI: N I:=1 SI I > N NO J:=1 STAMPA: I J:=J+1 NO J > I SI I := I + 1 FINE FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 94

95 Codifica: #include <stdio.h> main() { int N,I,J; printf( dammi N: ); scanf("%d",&n); I=1; while (I<=N) { /* corpo ciclo esterno */ printf( Prossimo valore: ); printf("%d",i); J=1; while (J<I) { /* corpo ciclo interno */ printf("%d",i); J=J+1; } I=I+1; } } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 95

96 / Esercizio: Stabilire se un numero naturale N e primo. (Un numero naturale N e primo, se non e divisibile per alcun numero intero minore di esso.) Nota: non e necessario eseguire tutte le divisioni di N per 2, 3,..., (n-1), ma basta eseguire le divisioni per i naturali minori o uguali alla radice quadrata di N. /* Numero primo */ #include <stdio.h> #include <math.h> #define true 1 #define false 0 main() { int N, I; float N1; int primo; scanf("%d",&n); N1=sqrt(N); I=2;primo=true; while ((I<=N1) && (primo==true)) {if (((N / I) * I) == N) {primo=false;} else I=I+1; } if (primo==true) printf("numero primo"); else printf("numero non primo"); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 96

97 / Esercizio: Calcolo del fattoriale di un numero intero non negativo N: fattoriale(0) = 1 fattoriale(n) = N * (N-1)*...*1=fattoriale(N-1)*N /* Calcolo del fattoriale */ #include <stdio.h> #include <math.h> main() { int N, F, I; printf( Dammi N: ); scanf("%d",&n); F=1; I=2; while (I <= N) { F=F*I; I=I+1; } printf("%s%d","fattoriale: ",F); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 97

98 Esempio: Divisione tra numeri interi positivi attraverso somma e sottrazione. /* divisione tra interi positivi */ #include <stdio.h> main() { unsigned int X,Y,Quoz,Resto; scanf("%d%d",&x,&y); Resto=X; Quoz=0; while (Resto >= Y) { Quoz=Quoz+1; Resto=Resto-Y; } printf("%d%s%d%s%d%s%d", X," diviso ", Y, " = ", Quoz, " resto ", Resto); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 98

99 Istruzioni di iterazione Istruzione do: do <istruzione> while (<espressione>); Nell'istruzione while, la condizione di ripetizione viene verificata all inizio di ogni ciclo somma=0; j=1; while (j <= n) { somma = somma + j; j++; } Nell istruzione do la condizione di ripetizione viene verificata alla fine di ogni ciclo /* In questo caso: n >0 */ somma = 0; j = 1; do { somma = somma + j; j++; } while (j <= n); FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 99

100 Istruzione do: S1 true... Sn Espressione false do S1; S2;... Sn while Espressione FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 100

101 Esempio: do scanf("%c",&car) while (Car!= ) /* salta spazi bianchi */ Prima dell esecuzione del ciclo, il valore di Car e` indeterminato. Con il while: Car= ; while (Car== ) scanf("%c", &Car); FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 101

102 Istruzioni di Iterazione Istruzione for: for(<espressione1>; <espressione2>; <espressione3>) <istruzione>; <espressione1> e` l'espressione di inizializzazione: viene eseguita una volta sola, prima di entrare nel ciclo <espressione2> rappresenta la condizione di permanenza nel ciclo (valutata all'inizio di ogni iterazione) <espressione3> e` l'espressione di passaggio al ciclo successivo (valutata alla fine di ogni iterazione). for è equivalente a: <espressione1>; /* Inizializzazione */ while (<espressione2>) /* Condizione di Ripetizione */ { <istruzione>; <espressione3>; /* InizioNuovoCiclo */ } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 102

103 Esempio while/for: somma = 0; /* while */ j = 1; while (j <= n) { somma=somma+j; j++; } con il for: somma = 0; /* for */ for(j=1;j<=n;j++) somma = somma + j; Esempio calcolo del fattoriale: /* Calcolo del fattoriale */ #include <stdio.h> #include <math.h> main() { int N, F, I; printf( Dammi N: ); scanf("%d",&n); F=1; for (I=2,I <= N, I++) { F=F*I; I=I+1; } printf("%s%d","fattoriale: ",F); } FONDAMENTI DI INFORMATICA IL LINGUAGGIO C 103