I puntatori. Il C ci permette di conoscere tale indirizzo, ovvero di determinare dove la variabile sia stata effettivamente memorizzata.

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1 I puntatori La memoria RAM del calcolatore è formata da un insieme di celle di memoria; per poter localizzare ciascuna cella, ad ognuna di esse è associato un numero, ovvero il suo indirizzo, che viene usualmente rappresentato in notazione esadecimale. Il C ci permette di conoscere tale indirizzo, ovvero di determinare dove la variabile sia stata effettivamente memorizzata. Questo significa che per leggere/scrivere il valore di una variabile possiamo usare due metodi: usare il nome della variabile int var1; var1 = 8; usare l'indirizzo della variabile int var1; int *ptvar1; ptvar1 = &var1; *ptvar1 = 8; Esercizio: a. Rendiamo disponibili al codice delle celle di memoria (ovvero dichiariamo delle variabili), in modo tale che sia legale (->autorizzato) l'accesso da parte del programma a tali aree della memoria. b. Determiniamo quale sia l'indirizzo di tali aree e visualizziamolo c. d. Memorizziamo un valore nelle celle di memoria, ovvero inizializziamo le variabili. Effettuiamo tale operazione sia utilizzando il nome delle variabili che il corrispondente indirizzo. Ora che sappiamo determinare l'indirizzo di una variabile, verifichiamo che gli elementi di un array si trovano, all'interno della memoria del calcolatore, uno adiacente all'altro.

2 Nello svolgere l'esercizio ricordiamo che: La dichiarazione di una variabile equivale automaticamente a riservare un'area di memoria. Le dimensioni di tali area sono pari a quelle richieste per memorizzare il tipo di variabile considerato; l'area di memoria possiede un indirizzo. Quindi dichiarare una variabile implica automaticamente che sia possibile utilizzare l'indirizzo di tale variabile per accedere ad una parte della memoria. La dichiarazione di una variabile di tipo puntatore implica che venga riservato dello spazio in memoria per tale variabile ma NON IMPLICA che all'indirizzo contenuto in tale variabile sia presente un'area di memoria cui il programma è autorizzato ad accedere. Riassumendo: utilizzare una variabile non inizializzata non è una cosa dannosa, usare un puntatore non inizializzato è una cosa MOLTO pericolosa. /* Inizio dell'esercizio */ #include <stdio.h> int main() { /* dichiaro le variabili -> rendo disponibili delle aree di memoria */ int intero; double doppiodecimale; char vettore[10]; /* dichiaro i puntatori */ int *PtInt; double *PtDouble; char *PtChar; /* PRIMA inizializzo il puntatore e POI lo utilizzo per assegnare un valore alla variabile cui esso fa riferimento */

3 PtDouble = & doppiodecimale; *(PtDouble) = 4.5; *(PtInt) = 34; /* ERRORE! memorizzo un valore in un'area di memoria senza essere stato autorizzato ad accedervi. Il puntatore PtInt, infatti, non è stato ancora inizializzato */ PtInt = & intero; /* ok! */ *(PtInt) = 34; /* Visualizziamo i valori delle variabili ed i loro indirizzi */ printf("\n Il valore dell'intero e\' %d", *PtInt ); printf("\n Il valore del double e\' %f", *PtDouble ); printf("\n L'indirizzo della cella di memoria dell'intero e\' %p", PtInt ); printf("\n L'indirizzo della cella di memoria del double e\' %p", PtDouble ); /* Il valore dell'intero è rappresentato in modo diverso dal valore del double? L'indirizzo della variabile di tipo intero è rappresentato in modo diverso dal valore dell'indirizzo della variabile di tipo double? */ /* visualizzo la dimensione in byte delle aree occupate dalle variabili per fare questo uso l'operatore sizeof() che restituisce la dimensione, in byte, della variabile o del tipo che viene inserito tra le parentesi dell'operatore stesso. */ /* in questo caso il parametro è un "tipo di variabile" */ printf("\nla dimensione in byte di un int e\' %d",sizeof(int)); /* in questo caso il parametro è il nome di una variabile */ printf("\nla dimensione in byte di un int e\' %d",sizeof(intero)); /* il risultato è il medesimo, 4 */ printf("la dimensione in byte di un double e\' %d",sizeof(double)); printf("la dimensione in byte di un double e\' %d",sizeof(doppiodecimale)); /* E per i puntatori? Osservo delle differenze? */ printf("le dimensioni dei due puntatori sono %d e %d",sizeof(ptint),sizeof(ptdouble)); printf("\n Visualizziamo gli indirizzi degli elementi dell'array di char");

4 for( intero = 0; intero < 10; intero ++) {PtChar = & ( vettore[intero] ) ; printf("\n L'indirizzo dell'elemento con indice %d e\' %p",intero,ptchar);} return 0;} /* Attenzione: nell'esempio precedente con una variabile di tipo puntatore sono stati visualizzati gli indirizzi di TUTTI gli elementi dell'array. Quindi, la variabile di tipo puntatore è del tutto indipendente dalla variabile di cui contiene l'indirizzo. */ /* Fine dell'esercizio */ Ecco l'output del programma: Il valore dell'intero e' 34 Il valore del double e' L'indirizzo della cella di memoria dell'intero e' 0022FF74 L'indirizzo della cella di memoria del double e' 0022FF68 La dimensione in byte di un int e' 4 La dimensione in byte di un int e' 4 La dimensione in byte di un double e' 8 La dimensione in byte di un double e' 8 Le dimensioni dei due puntatori sono 4 e 4 Visualizziamo gli indirizzi degli elementi dell'array di char L'indirizzo dell'elemento con indice 0 e' 0022FF51 L'indirizzo dell'elemento con indice 1 e' 0022FF52 L'indirizzo dell'elemento con indice 2 e' 0022FF53 L'indirizzo dell'elemento con indice 3 e' 0022FF54 L'indirizzo dell'elemento con indice 4 e' 0022FF55 L'indirizzo dell'elemento con indice 5 e' 0022FF56 L'indirizzo dell'elemento con indice 6 e' 0022FF57 L'indirizzo dell'elemento con indice 7 e' 0022FF58 L'indirizzo dell'elemento con indice 8 e' 0022FF59 L'indirizzo dell'elemento con indice 9 e' 0022FF5A

5 Nell'esercizio, il valore di una variabile è stato modificato grazie alla conoscenza dell'indirizzo di tale variable. Questa metodologia viene sfruttata per gestire l'input da tastiera da gran parte delle funzioni della libreria standard (-> stdio.h). int scanf("stringa di formato",...) La funzione scanf() permette di gestire l'input l'input da tastiera in modo più flessibile rispetto alla funzione getchar(). Infatti, mentre con quest'ultima funzione potevamo passare al programma solo dei caratteri, con la funzione scanf() è possibile passare al programma un valore appartenente ad uno qualsiasi dei quattro tipi fondamentali. Come nel caso di getchar(), anche scanf() fa uso del buffer per gestire l'input della tastiera (-> dobbiamo premere il tasto ENTER per poter passare al programma il valore scritto sulla tastiera). La dichiarazione è molto simile a quella adottata per printf(): nella stringa di formato compaiono gli specificatori di formato che indicano al programma come effettuare la conversione dei caratteri inseriti nel buffer di input. Dopo la stringa di formato non compaiono i nomi delle variabili in cui intendiamo memorizzare il valore ma i corrispondenti indirizzi. Facciamo un esempio: supponiamo di voler leggere un float dalla tastiera. float numero; printf("inserisci un numero decimale :"); scanf("%f", & numero ); /* supponiamo che l'utente inserisca 3.5 e poi schiacci invio */ numero = numero + 4.; /* ora numero vale 7.5 */ ATTENZIONE: per la lettura dei double usare lo specificatore %lf, non %f double prova; printf("inserisci un numero decimale :"); scanf("%lf", & prova ); Perché serve inserire uno specificatore di formato? Per capirlo dobbiamo ricordarci una cosa: il buffer di input è costituito da CARATTERI!!

6 Supponiamo che all'utente sia stato richiesto di inserire un numero intero: int intero=0; printf("inserisci un numero intero"); scanf("%d",& intero); /* a questo punto il buffer viene riempito dall'utente il quale inserisce */ '1' '2' '3' '4' '5' 'LF' Quando il programma va a leggere dal buffer, tenta di interpretare quei caratteri come se fossero quelli che compongono un numero intero; nel caso specifico, la sequenza di caratteri viene convertita nel numero intero Una cosa simile succede se tentiamo di inserire un double double numero=0.0; printf("inserisci un numero decimale in doppia precisione "); scanf("%lf",& numero); /* a questo punto il buffer viene riempito dall'utente il quale inserisce */ '3' '4' '.' '2' '5' '4' '4' 'LF' La sequenza di caratteri è la seguente: 34, poi c'è il punto, e poi Il programma interpreta i due raggruppamenti di cifre separati dal punto come la parte intera e quella decimale di un numero decimale. Quindi ciò che sta nel buffer di imput viene preso e convertito nel numero DA EVITARE: attenzione, mai fare una cosa di questo tipo:

7 int valore; scanf("inserisci il valore %d",& valore); Se scrivete un'istruzione di questo tipo e volete passare il valore 32 allora, quando la funzione scanf() aspetta che voi inseriate l'input, dovete scrivere inserisci il valore 32 in quanto deve esserci una esatta corrispondenza tra i caratteri della stringa di scanf() e quelli inseriti dall'utente. Se viceversa inserite solo 32, la variabile valore non viene inizializzata in modo corretto. E' meglio quindi usare due istruzioni: int valore printf("inserisci il valore :"); scanf("%d",& valore); Esempio di utilizzo di scanf(): a. b. c. d. dichiarare un array di 30 elementi di tipo float usando la funzione scanf(), inizializzare il generatore di numeri casuali (srand()) chiedere all'utente quanti sono gli elementi dell'array che verranno inizializzati "manualmente" (ovvero inserendo dei valori dalla tastiera con la funzione scanf()) Inizializzare i rimanenti elementi dell'array con numeri casuali /* inizio codice */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { float vettore[30]; int i, inizializza; int *PtInt; float *PtFloat; float temp; /* assegno alla variabile inizializza il valore con cui inizializzare rand() */ printf("inserisci un numero intero per inizializzare rand():"); scanf("%d",& inizializza); srand( inizializza ) ;

8 /* assegno al puntatore l'indirizzo della variabile inizializza */ PtInt = & inizializza; printf("quanti elementi vuoi inizializzare a mano?"); scanf("%d", PtInt ); /* assegno al puntatore l'indirizzo della variabile temp*/ PtFloat = & temp; for(i=0; i< inizializza ;i++) {printf("\n Inserisci un valore decimale: "); scanf("%f",ptfloat); /* altero il valore di temp usando il puntatore */ vettore[i] = temp; /* assegno il valore di temp all'elemento dell'array */ } for(i = inizializza; i < 30 ; i++) vettore[i] = 300.0*rand() / RAND_MAX ; /* visualizzo i valori inseriti */ } for(i = 0; i< 30; i++) printf("\n Il valore nella posizione %d e\' pari a %f",i,vettore[i]); /* fine codice */ Riscriviamo il ciclo in cui ciascun elemento dell'array viene inizializzato a mano: Versione iniziale: PtFloat = & temp; for(i=0; i< inizializza ;i++) {printf("\n Inserisci un valore decimale: "); scanf("%f",ptfloat); /* altero il valore di temp usando il puntatore */ vettore[i] = temp; /* assegno il valore di temp all'elemento dell'array */ } Nuova versione for(i=0; i< inizializza ;i++) {PtFloat = & (vettore[i]) ; /* ogni elemento dell'array ha il suo indirizzo */ printf("\n Inserisci un valore decimale: ");

9 scanf("%f",ptfloat); /* altero il valore di vettore[i] usando il puntatore */ } Esercizio. Prendendo spunto da quanto visto nell'esercizio dellezione 8, scrivere un programma in cui: 1. venga chiesto all'utente di inserire un numero intero per inizializzare il generatore di numeri casuali (srand()). Tale valore va memorizzato usando una variabile di tipo puntatore ad intero. Una volta memorizzato il valore, esso va passato alla funzione srand() (utilizzando sempre una variabile di tipo puntatore ad intero) 2. si dichiari un array di elementi di tipo double (fissare la dimensione di tale array utilizzando la direttiva #define) 3. si inizializzino tutti gli elementi dell'array di valori di tipo double generando numeri casuali compresi tra 0 e 100. L'inizializzazione va fatta assegnando il valore ad una variabile di tipo puntatore a double. 4. si implementi un costrutto iterativo (while() o for()) per effettuare le seguenti operazioni a. b. Chiedere all'utente se vuole inserire un valore decimale. Se l'utente inserisce il carattere 's' allora continuare con gli altri punti; se l'utente inserisce il carattere 'n' allora uscire dal ciclo. Confrontare tale numero con TUTTI i valori contenuti nell'array. Se il numero inserito coincide con uno dei valori presenti nell'array, allora visualizzare un messaggio per informare l'utente della cosa e poi terminare il ciclo. Se, viceversa, il numero inserito non è uguale a nessun numero presente nell'array, allora ripartire dal punto a. NOTA: utilizzando la funzione scanf(), il valore inserito dall'utente deve essere memorizzato servendosi di una variabile di tipo puntatore a double. Allo stesso modo, i confronti tra i valori degli elementi dell'array di double ed il valore inserito dall'utente devono essere gestiti mediante variabili di tipo puntatore a double.