Lezione 11: Liste a Puntatori e Input/Output

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1 Lezione 11: Liste a Puntatori e Input/Output Vittorio Scarano Laboratorio di Informatica I Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Struttura della lezione Richiamo: strutture (struct) Strutture e trattamento di liste a puntatori necessità: strutture dati dinamiche Funzioni di libreria standard printf scanf Gestione di file 2 1

2 Tipi di dati derivati: le strutture Tipi di dato costruiti a partire dai tipi di dati fondamentali Array: usato per rappresentare dati omogenei stesso tipo Struttura: (struct) usato per rappresentare tipi di dati eterogenei i componenti della struttura sono detti membri 3 Strutture dati dinamiche Tramite i puntatori e calloc/malloc si riescono a definire array di dimensione scelta a run-time Considerazioni: La dimensione dell array non può variare, una volta scelta L array aggrega variabili dello stesso tipo Sono necessarie strutture dati dinamiche: che supportino inserimento, cancellazione, etc. di dati eterogenei 4 2

3 Strutture dati autoreferenzianti #include <stdio.h> main () struct list int data; struct list *next; a, b;... a.data = 19; a.next = &b; b.data = 25; b.next = NULL;... a 19 b data 25 Struttura list campo data (intero) puntatore ad una variabile di tipo list Assegnazione di a campo next: indirizzo di b Assegnazione di b next campo next: puntatore 0 NULL definito in stdio.h 5 Accesso ai dati della struttura #include <stdio.h> main () struct list int data; struct list *next; a, b; a.data = 19; a.next = &b; b.data = 25; b.next = NULL; printf ( %d, a.data); printf ( %d, b.data); printf ( %d, a.next->data); a b a b data 25 next 6 3

4 Liste lineari a puntatori Composte da nodi con puntatori Strutture dati dinamiche utilizzate per la rappresentazione di altre strutture dati più complesse Testa xxx yyy data zzz Coda next 7 Operazioni su liste a puntatori Creazione di una lista Scorrere una lista Contare il numero di elementi Ricercare un elemento Inserire un elemento Cancellare un elemento 8 4

5 Concetti di base: mantenimento di una lista #include <stdio.h> main () struct list int data; struct list *next; ; struct list * = NULL; struct list *tail = NULL;... Puntatori di base: tail alla testa della lista alla coda della lista Commenti: tail non necessario una lista vuota è caratterizzata da uguale a NULL. 9 Allocare spazio per un elemento #include <stdio.h> main () struct list int data; struct list *next; ; struct list * = NULL; = (struct list *) malloc (sizeof(struct list)); -> data = 10; -> next = NULL; data 10 Puntatore alla testa Allocazione memoria per un elemento: dimensione struct list casting Uso di accesso al campo data accesso al campo next next 10 5

6 L inserimento in testa alla lista Quando non è rilevante l ordine di inserimento: si può inserire il nuovo elemento in testa alla lista Il puntatore si dovrà quindi spostare sull elemento appena inserito 11 L inserimento in testa alla lista Quando non è rilevante l ordine di inserimento: si può inserire il nuovo elemento in testa alla lista Il puntatore si dovrà quindi spostare sull elemento appena inserito data 10 next vecchio valore di 12 6

7 L inserimento in testa alla lista Quando non è rilevante l ordine di inserimento: si può inserire il nuovo elemento in testa alla lista Il puntatore si dovrà quindi spostare sull elemento appena inserito 23 vecchio valore di data 10 next 13 L inserimento in testa alla lista Quando non è rilevante l ordine di inserimento: si può inserire il nuovo elemento in testa alla lista Il puntatore si dovrà quindi spostare sull elemento appena inserito 14 vecchio valore di 23 data 10 next 14 7

8 L inserimento in testa alla lista Quando non è rilevante l ordine di inserimento: si può inserire il nuovo elemento in testa alla lista Il puntatore si dovrà quindi spostare sull elemento appena inserito 11 vecchio valore di data 10 next 15 Creazione lista: inserimento in testa (1) #include <stdio.h> struct list int data; char nome[30]; struct list *next; ; struct list *aggiungi (struct list *,int, char *); void stampa (struct list *); main () char nome[30]; struct list *=NULL; int app; do printf ("valore: (0 per finire)"); scanf ("%d", &app); if (app!=0) printf ( Nome: ); scanf ( %s, nome); = aggiungi (, app, nome); while (app!=0); stampa (); Struttura list Prototipi di funzioni inizializzato a NULL Ciclo per input 0 per sentinella funzione aggiungi: puntatore alla testa l intero app da inserire la stringa nome del nodo restituisce la nuova 16 8

9 Creazione lista: inserimento in testa (2) struct list *aggiungi (struct list *h, int val, char *nome) struct list *app; app = (struct list *) malloc (sizeof(struct list)); app->data = val; strcpy (app->nome, nome); app->next = h; return (app); void stampa (struct list *p) while (p!= NULL) printf ("Valore: %d\n", p->data); printf ( Nome:%s\n\n, p->nome); p = p->next; Funzione aggiungi: Parametri puntatore a testa intero e nome da inserire restituisce la nuova testa Allocazione memoria Aggiornamento next Funzione stampa: scorre la lista avanzamento puntatore 17 Contare il numero di elementi int conta_nodi (struct list *p) int num=0; while (p!= NULL) num++; p = p->next; return (num); int conta_nodi_ric (struct list *p) if (p == NULL) return (0); else return (1+ conta_nodi_ric(p->next)); Funzione conta_nodi: Parametri puntatore a testa Scorre e conta con num Funzione ricorsiva: se la lista è vuota la lunghezza è zero altrimenti la lunghezza è 1 più la lunghezza della rimanente parte della lista 18 9

10 Ricercare un elemento void cerca(struct list *p, int val) while (p!= NULL) if (p->data == val) printf ("Nome: %s\n", p->nome); p = p->next; Dato il valore (data) stampare il nome (o i nomi) con quel valore Parametri puntatore a testa intero val da cercare Scorrimento della lista se è trovato stampa il nome avanza il puntatore 19 Struttura dei parametri di printf La funzione printf: stringa di controllo contiene i parametri di formattazione che permettono il trattamento e la formattazione dei parametri (opzionali) che seguono argomenti espressioni che vengono valutate e il cui valore è stampato a video printf ( Risultato %d\n, i); 20 10

11 Caratteri di conversione printf Caratteri di formattazione Comportamento Esempio c carattere A d intero 120 u intero decimale senza segno 12 o ottale senza segno 56 x,x esadecimale senza segno 0xA06 e,e floating point 7.12e+00 f floating point 7.12 g più breve formato tra e ed f G più breve formato tra E ed f s stringa Ciao! p puntatore (hex) 0xA06 % carattere % 21 Controllo della formattazione Caratteri di controllo della formattazione: presenti tra il simbolo % ed il carattere di conversione specifico %-7.5f allineamento ampiezza precisione precedi con zeri %07d ampiezza 22 11

12 Campi ad ampiezza e precisione variabili Si può specificare la ampiezza e la precisione di un campo tramite variabili: float f= ; int a, p;... /*scelgo a e p */ printf ("f = %*.*f \n", a, p, f); 23 Struttura dei parametri di scanf La funzione scanf: stringa di controllo contiene i parametri di formattazione che permettono il trattamento dei dati inseriti da tastiera e la memorizzazione nelle variabili che seguono argomenti variabili passate per riferimento restituisce il numero di parametri assegnati scanf ( %d, &i); 24 12

13 Caratteri di conversione scanf Caratteri di formattazione Comportamento Tipo della variabile c carattere char d,i intero intero u intero decimale unsigned o ottale unsigned x,x esadecimale unsigned e,e,f,g,g floating point float s stringa stringa p puntatore (hex) void * 25 Il funzionamento della stringa di controllo La stringa di controllo determina come deve essere interpretato il flusso di dati in input: i caratteri non di conversione devono corrispondere a quelli presenti sul flusso di dati int a, b; char c; printf ( Inserire (int,char,int):"); scanf ("%d%c%d", &a, &c, &b); printf ("a=%d, c=%c, b=%d\n", a, c, b); printf ( Inserire (int,f,char,int):"); scanf ("%df%c%d", &a, &c, &b); printf ("a=%d, c=%c, b=%d\n", a, c, b); 26 13

14 Un esempio di applicazione I caratteri presenti nella stringa di formattazione vengono scartati int a, b; char c; printf ( Inserire (int,char,int):"); scanf ("%d%c%d", &a, &c, &b); printf ("a=%d, c=%c, b=%d\n", a, c, b); printf ( Inserire (int,f,char,int):"); scanf ("%df%c%d", &a, &c, &b); printf ("a=%d, c=%c, b=%d\n", a, c, b); $ a.out Inserire (int,char,int): 13G43 a=13, c=g, b=43 Inserire (int,f, char,int): 13FG43 a=13, c=g, b=43 $ 27 Input di range di valori Stringhe composte da caratteri determinati si possono specificare i caratteri ammessi ed i caratteri esclusi dalla stringa char s[40], t[40]; scanf ( %[abc], s); scanf ( %s, t); printf ( %s, %s\n, s, t); 28 14

15 Un esempio di applicazione del range La parte rimanente dell input viene preso dalla prossima scanf: char s[40], t[40]; printf ( Stringa: ); scanf ( %[abc], s); scanf ( %s, t); printf ( %s, %s\n, s, t); $ a.out Stringa: aabbbccaabbcffaabbc aabbbccaabbc, ffaabbc $ 29 Gestione dei file Nella libreria standard viene definito una struttura FILE che contiene le informazioni per accedere ad i file (descrittore di file) Necessaria la interfaccia <stdio.h> Automaticamente sono previsti i descrittori di file stdin, stdout, stderr Ogni file viene acceduto attraverso un puntatore ad una struttura FILE FILE *f;

16 Istruzioni per accedere ai file Apertura e chiusura di file: fd = fopen (nomefile, modalità) fclose (fd) FILE *f;... f = fopen ( pippo, r );... /* operazioni */ fclose (f); Stringa per la modalità di accesso: r lettura w scrittura a append (aggiunta in coda) r+ lettura e scrittura 31 Istruzioni per leggere e scrivere nei file fprintf (fd, stringa, parametri...) fscanf (fd, stringa, parametri...) FILE *f;... f = fopen ( pippo, w ); fprintf (f, %d, i); fclose (f); c = getc(fd) macro che legge un carattere da fd e restituisce una costante EOF se il file è terminato putc (c, fd) macro che scrive c su fd 32 16

17 Un esempio: stampa a video di un file #include <stdio.h> main (int argc, char *argv[]) FILE *fp; int cont=0; char c; if (argc!=2) printf ( Errore\n"); return; printf ("Apro %s..", argv[1]); if (! (fp = fopen (argv[1], "r"))) printf ("Non posso aprire %s\n", argv[1]); return; printf ("inizio file\n"); while ((c = getc(fp))!=eof) putc (c, stdout); cont++; printf ("\ndimensione file = %d\n", cont); fclose (fp); Input da linea di comando Dichiarazione di fp e cont Controllo dell input Apertura del file con controllo del successo Ciclo per input legge un carattere alla volta stampo su output (= printf) incremento contatore Stampa dimensione 33 Chiusura Un altro esempio: copia in maiuscolo (1) #include <stdio.h> main (int argc, char *argv[]) FILE *fpr, *fpw; int cont=0; char c; if (argc!=3) printf ( Errore\n"); return; printf ("Apro %s in lettura..", argv[1]); if (! (fpr = fopen (argv[1], "r"))) printf ("Non posso aprire %s\n", argv[1]); return; printf ("Apro %s in scrittura..", argv[2]); if (! (fpw = fopen (argv[2], "w"))) printf ("Non posso aprire %s\n", argv[2]); return; printf ("inizio la copia..\n");... /* continua */ Input da linea di comando Dichiarazione di fpr, fpw Controllo dell input Apertura del file da leggere con il controllo del successo Apertura del file da scrivere con il controllo del successo 34 17

18 Un altro esempio: copia in maiuscolo (2)... /* continua */ while ((c = getc(fpr))!=eof) putc (toupper(c), fpw); cont++; printf (".. fatta! Dim. file = %d\n", cont); fclose (fpr); fclose (fpw); Ciclo per input legge un carattere alla volta stampo su output (= printf) il carattere convertito in maiuscolo (macro toupper) incremento contatore Stampa dimensione Chiusura 35 18