C/C++
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C. Rocchini - C++ 1
C/C++
Claudio Rocchini
IGM
C. Rocchini - C++ 2
-1 Pre Introduzione
C. Rocchini - C++ 3
Il C/C++
• Il C++ e’ un linguaggio di programmazione.• E’ il lunguaggio utilizzato per creare i
programmi (insieme all’Assembler), (es. Windows, Linux, Office, OpenOffice, Apache, Perl, PHP, Oracle, PostgreSql, AdobePhotoshop, etc. sono scritti un C/C++)
• L’efficienza e’ uno degli obiettivi principali (supporto run-time minimo, contrapposto a Java, Basic, PHP, Perl : support RE massimo + garbage-collector).
• Ma e’ anche un linguaggio molto espressivo.• Nasce in ambiente industriale (non accademico o
umanistico).
C. Rocchini - C++ 4
0 - Introduzione
C. Rocchini - C++ 5
Il Mio primo programma
#include <stdio.h> //libreria stdio
int main() //funzione principale
{ //Inizio blocco
printf(“Buongiorno”); //Stampa buongiorno
return 0; //Riturna il valore 0
} //Fine blocco
// La spaziatura non conta
// Tutto i comandi finiscono con ;
// I bocchi sono delimitati da {}
C. Rocchini - C++ 6
Struttura
TipoRisultato NomeFunzione( Parametri)
{
istruzione;
istruzione;
…
return valore_ritorno;
}
Altra_Funzione …
// Commento di una linea
/* Commento di piu’
linee */
C. Rocchini - C++ 7
Nota sullo stile
• La spaziatura, la tabulazione e i ritorni a capo non hanno alcun significato (al contrario del Basic o del Fortran).
• Questo non vuol dire che bisogna scrivere disordinatamente.
• Di solito si indenta (tabularizza) i blocchi fra parentesi per facilitare la lettura.
• I nomi devono essere significativi.
C. Rocchini - C++ 8
Nota sullo stile 2
• Esiste un campionato mondiale di C scritto disordinato: “The International Obfuscated C Code Contest”, http://www.ioccc.org/
• Uno dei vincitori:
main() { printf(&WIN32["\021%six\012\0"],(WIN32)["have"]+"fun"-0x60);}
C. Rocchini - C++ 9
Nota sullo stile 3
#define _ F-->00||F-OO--;int F=00,OO=00;main(){F_OO();printf("%1.3f\n",4.*-F/OO/OO);}F_OO(){
_-_-_-_ _-_-_-_-_-_-_-_-_ _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_ _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_ _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_ _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-__-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-__-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-__-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-__-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_ _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_ _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_ _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_ _-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_ _-_-_-_-_-_-_-_ _-_-_-_
}
C. Rocchini - C++ 10
Esercitazione
• Es0: applicazione console• Consultate i lucidi relativi alla esercitazione 0: applicazione console
C. Rocchini - C++ 11
4 – Tipi Fondamentali
C. Rocchini - C++ 12
Tipi fondamentali
float x; // x e’ una variabile in virgola mobile
// in Basic: dim x as single
int y = 7; // y e’ una var. intera con valore iniz. 7
float fun(int x); // fun e’ una funzione da float a int
// in Basic: function fun( x as integer ) as single
char c; // c e’ un carattere
double z;// z e’ una variabile in doppia precisione
// void = tipo “nullo” esempio:
void sub(); // sub e’ una procedura (subroutine)
C. Rocchini - C++ 13
Costruire Altri Tipi
int * punt; // Puntatore ad intero
char vet[7]; // Vettore di caratteri
double & d; // “Riferimento” ad un double
// Enumerazioni
enum giorni { lunedi, martedi, mercoledi, … };
// Strutture:
struct Coordinata
{
double latitudine;
double longitudine;
}; // In basic: structure
// Classi… (come vedremo piu’ avanti)
C. Rocchini - C++ 14
Bool (Valore di verità)
bool x = true; // Variabile inizializzata
bool y = false;
int a = 1;
int b = 1;
bool k = a==b; // a e’ uguale a b?
bool q = (a!=0) && (b>7); // Diverso, maggiore
C. Rocchini - C++ 15
Char (carattere)
char c = ‘a’; // Carattere letterale
char k = 32; // Conversione da codice ascii
int c = int(‘$’); // Conversione in codice ascii
if( isupper(c) ) .. // Esempio di funzioni
bool k = isdigit(k); // k e’ una cifra (0-9)
// Nota: da non confondersi con string!
C. Rocchini - C++ 16
Tipi interi
int a = 3; // Intero standard(4-8 byte)
short int s; // Intero a 2-4 byte
short s; // Scrittura abbreviata
long int l; // Intero 4-8 byte
long l; // Scrittura abbreviata
unsigned int u; // Intero senza segno
unsigned u; // Scrittura abbreviata
unsigned long lu; // Intero lungo positivo
int x = 3*5+7-4/2; // Espressioni
int k = 15%7; // =1, operatore modulo = resto divisione
int k = 0xFE; // Costanti esadecimali
C. Rocchini - C++ 17
Virgola mobile
float x = 1; // Singola precisione
double y = 3.14; // Doppia precisione
double z = 1.2e10; // Notazione esponensiale
// Espressioni e funzioni
double t = 3*7-sqrt(k)+sin(9);
double z = 3^y; // Esponenziale
int round = int(z+0.5); // Arrotondamento ad intero
int trunc = int(z); // Troncamento ad intero
C. Rocchini - C++ 18
void
void x; // Variabile nulla: VIETATO
void sub(); // Procedura (non ritorna niente)
void * p;// Puntatore a qualcosa: utile per
// dichierare puntatori generici di
// tipo sconosciuto.
C. Rocchini - C++ 19
Tipi Enumerati
enum e1 { LUN, MAR, MER, GI }; // Non specificata
enum e2 { A=2, B, C, D }; // Inizio specificato
enum e3 { K=1, H=99 }; // Tutti specificati
enum e1 pippo; // Variabile di tipo enum
int x = MAR; // Utilizzo del valore cost.
switch(pippo) // Utilizzo tipico: case
{
case LUN: …
LUN = 99; // Errore!
C. Rocchini - C++ 20
Introduzione ai puntatori
int a = 5; // Una variabile intera
int *p = &a;
// p è un puntatore a intero,
// viene assegnato all’indirizzo
// di a.
a = 6;
*p = 7; // a ora vale 7
int * q = 0; // 0, valore speciale
// Puntatore nullo
Valore = 5
Cella di Memoria di a
“Indirizzo” in memoria della cella:Il puntatore alla cella.
…
Valore = 5
…
C. Rocchini - C++ 21
Costanti
const double PI = 3.141596; // Valore costante
PI = 4; // Errore!
const char * p; // Il contenuto e’ costante
*p = ‘w’; // Errore
p = 0; // OK
char * const p; // Il puntatore e’ costante
*p = ‘w’; // OK
p = 0; // Errore
C. Rocchini - C++ 22
Vettori Statici
char v[10]; // Vettore di 10 elemeni (da 0 a 9)
int x;v[7] = 11; // Accesso ad un elementov[999] = 1; // Errore catastrofico!
// Forse distruggi xdouble mat[3][3]; // Vettore bidimensionalemat[0][2] = 9; // Accesso ad un elemento
char *p = &(v[0]); // Indirizzo del primo elem.char *p = v; // Scrittura abbreviata
int a = fun(); char w[a]; // Errore, dinamicoconst int b = 10; char x[b]; // Ok, statico
C. Rocchini - C++ 23
Dichiarazioni Multiple
int a,b,c; // Tre interi
char k, *p; // Un carattere ed un puntatore
bool y,v[11]; // Un booleano ed un vettore
C. Rocchini - C++ 24
Regole di Visibilità
int x = 1; // Globale al modulo
void sub(){
x = 7; // Modifico la globaleint x = 2; // Locale alla procedura…{ int x = 3; // Locale al sottoblocco
// Qui x vale 3int y = 99;
}// Qui y non e’ dichiarata!
}
C. Rocchini - C++ 25
typedef
unsigned long * p; // Puntatore ad intero lungo s.s.
typedef unsigned long * Pointer; // Definizione di tipo
Pointer p; // Stesso tipo di p
typedef double Matrix[9][9]; // Tipo matrice 9x9
Matrix m; // Dichiarazione
m[2][1] = 3;
C. Rocchini - C++ 26
Strutture
struct Registrazione // Dichierazione di tipo
{
bool ok;
int valore;
double x;
}; // Notare il punto e virgola
Registrazione r; // Dichiarazione variabile
r.valore = 3; // Utilizzo
r.x = 4.5;
C. Rocchini - C++ 27
Strutture 2
struct Dipendente
{
string nome;
string cognome;
int eta;
};
…
Dipendete d1,d2;
d1.nome = “claudio”;
d1.eta = 37;
d2.nome = “claudia”;
C. Rocchini - C++ 28
Puntatore a Strutture
struct Registrazione // Dichierazione di tipo{
bool ok;int valore;double x;
}; // Notare il punto e virgolaRegistrazione a; // Una strutturaRegistrazione * p = &a; // Puntatore a strutturaa.valore = 5;(*p).valore = 3; // Accesso ai campip->valore = 7; // Altra scrittura
Registrazione k = {false,3,0.9}; // Inizializzazione
C. Rocchini - C++ 29
Operatore “sizeof”
// restituisce la dimensione in byte di una variabile
sizeof(char) // = 1
sizeof(short) // = 2
sizeof(int) // = 2 o 4
sizeof(long) // = 4 o 8
sizeof(double) // = 8
sizeof(char *) // = 4 (ma 8 proc. 64 bit)
sizeof(double *) // = sempre 4!
sizeof(void *) // = sempre 4!
sizeof(short[32]) // = 64
C. Rocchini - C++ 30
Sizeof(2)
struct registrazione
{
short x;
bool b;
double y;
};
sizeof(registrazione)
// >= sizeof(short)+sizeof(bool)+sizeof(double)
// Attenzione! Puo’ essere anche maggiore per
// motivi di allineamento del processore
C. Rocchini - C++ 31
La notte del C: le stringhe C
// Prima nota: ogni volta che e’ possibile si usi il
// tipo C++ std::string (e’ un oggetto)
// Stringhe letterali: incluse in virgolette
“questa e’ una stringa”
// I caratteri invece sono inclusi in apici
‘a’
// I vettori di caratteri possono essere interpretati
// come stringhe, le stringhe sono terminate dal
// carattere 0
char nome[100];
C. Rocchini - C++ 32
Stringhe C (2)
char s[16] = “casa”; // Inizializzazione
s[0]==‘c’
s[3]==‘a’
s[4]== 0 // Terminazione della stringa
s[5]== ??? Valore non Definito ???
char n1[4] = “casa”; // Errore: manca spazio
char n2[5] = “casa”; // OK: corretto
sizeof(“casa”)==5 // 4 lettere + terminatore
// Stringha nulla: “”
char nulla[1000] = “”;
nulla[0] == 0 // Subito il terminatore
C. Rocchini - C++ 33
String C (3)
// I puntatori a carattere possono essere associati
// a stringhe (puntatori al primo carattere).
char * p = “cavallo”; // Stringa costante !
char x = p[2]; // OK: lettura di ‘v’
p[3] = ‘i’; // Errore: stringa costante
char str[32] = “cavallo”; // Stringa variabile
p = str; // p punta all’inizio di str
p[3] = ‘i’; // OK: str = “cavillo”
C. Rocchini - C++ 34
Stringhe C: funzioni
// Funzioni della libreria string.h
int strlen( char * str); // Lunghezza di una stringa
str1 = str2; // Errore!
strcpy( str1, str2 ) // Copia di stringhe
strcat( str1, str2 ) // Concatenzazione
str1 == str2 // Errore! Conf. Puntatori!
strcmp( str1, str2 ) // Confronto fra stringhe
strchr( str1, char ) // Cerca un carattere
strstr( str1, str2 ) // Cerca una sottostringa
// Altre funzioni: tokenizzatore (parser)
strtok( str1, “separatori”)
C. Rocchini - C++ 35
Stringhe, per finire: escape seq.
“\”” // Virgolette nelle stringhe
‘\’’ // Il carattere apicetto
“\n” // Ritorno a capo
“\r” // Ritorno carrello
“\t” // Carattere di tabulazione
“\\” // Caratte barra rovesciata
C. Rocchini - C++ 36
6 – Espressioni ed Istruzioni
C. Rocchini - C++ 37
Riepilogo operatori
A = 3; // Assegnamento a variabile
// Aritmetica di base
A = b+c; // Somma
A = b-c; // Sottrazione
A = b*c; // Prodotto
A = b/c; // Divisione
A = b%c; // Resto della divisione intera
A = -b; // Cambio di segno
A = ((b+c)*d)-h; // Parentesi (solo tonde!)
C. Rocchini - C++ 38
Riepilogo operatori
// Confronti e operatori logici
if( A==B ).. // Uguale
A != B // Diverso
A < B // Minore
A > B // Maggiore
A <= B // Minore o uguale
A >= B // Maggiore o uguale
&& // And (e) logico
|| // Or (o) logico
! // Not (non) logico
// es. if( a<min || a>max) …
C. Rocchini - C++ 39
Riepilogo operatori
// Incrementi e decrementi
int a = 2, b=7;
++a; // Incremento: a vale 3
--b; // Decremento: b vale 6
int x = 10;
int y = x++; // Postincremento, x=11 ma y=10
int z = ++x; // Preincremento, z=12 e x = 12
int h = 42;
int k = h--; // Postdecremento, h=41 ma k=42
// Utilizzabile sugli interi, non su virgola mobile
C. Rocchini - C++ 40
Operatori sui bit
A = b & c; // And bit a bitA = b | c; // Or bit a bitA = b ^ c; // Xor = or esclusivo, 1 se b!=cA = ~b; // Not logicoA = b<<3;// Shift a sinistra (di 3)A = b>>4;// Shift a destra
// Esempi(b>>2)&1 // Estrazione del terzo bitb|(1<<4) // Forza a uno il quarto bitb&~(1<<4)// Forza a zero il quarto bit(b>>8)&0xFF // Parte alta di una word
1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0<<2
C. Rocchini - C++ 41
Modificatori e Exp Condizionale
// Modificatori
A += b; // Scrittura riassuntiva di A = A + b;
A -= b;
A *= b;
…
A <<= 3; // Equivale a A = A << 3;
// Espressione condizionale
// condizione ? valore_se_vero : valore_se_falso
A = b==0 ? 1 : 100/b;
// se b vale 0 a prende 1 altrimenti prende 100/b
// Corrisponde al se(;;) di Excel
C. Rocchini - C++ 42
Ordine di valutazione
A = 3+2*3; // 9, non 15! (Anche in Basic)
Record * p;
*p.valore// Contenuto di valore
(*p).valore // Contenuto di p
if( a&b==0 ) // == associa prima di &: errato!
if( (a&b)==0 ) // Corretto
// Nel dubbio usare le parentesi!
// Controllare la precedenza sul manuale
C. Rocchini - C++ 43
Memoria dinamica: new, delete
int *p = 0; // Puntatore nullo
*p = 7; // Errato: non esiste la locazione
p = new int; // Allocazione di un intero
*p = 7; // Corretto
delete p; // Obbligatorio dopo l’utilizzo!
*p = 7; // Di nuovo errato
double * v = 0;
v = new double[1024]; // Allocazione di un vettore
v[907] = 3.14; // OK: memoria allocata
…
delete[] v; // Disallocazione: notare le []
C. Rocchini - C++ 44
Cast: Conversioni di tipo
int a = 3; double x = a; // Automatica
a = int(x); // Cast (troncamento)
int * q;
char * p = (char *)q; // Conversione di puntatore
void * k; // Puntatore “generico”
bool * b = (bool *)k;
char c = char(3.14); // Da double a char
C. Rocchini - C++ 45
Istruzione condizionale
if (a>b) // Parentesi () obbligatorie!!
c = a; // Spaziatura non significativa!
if (a!=b)// Blocco di istruzioni
{
c = a;
b = a;
}
if (a>b) c = a; // Utilizzo di else
else c = b;
C. Rocchini - C++ 46
Case
switch(a) // A seconda del valore di a
{
case 1: // case + valore
// se a=1
break; // Fine case
case 2: // Doppio valore
case 3:
// se a=2 oppure 3
break;
default: // Caso di default(case else)
// Altrimenti…
}
C. Rocchini - C++ 47
Cicli while
while( a>b ) // Ciclo while
{ // Controllo all’inizio
--a;
}
do // Ciclo do-while
{ // Controllo alla fine
--a;
} while( a>b );
C. Rocchini - C++ 48
Ciclo For
// for(inizializzazione;condizione;iterazione) {}for(a=1;a<=10;++a) // Ciclo classico{
// …}
for(a=1; a<=100 ;a+=10) // step di 10
for(a=1024; a>1; a/=2) // Ciclo logaritmico
//Struttura scansione di un file://for(apri_file;not eof;leggi_carattere)// TODO FARE ESEMPIO
C. Rocchini - C++ 49
Esempio for su file
FILE * fp;
char c;
for(fp=fopen(file);!EOF(fp);c=fgetc(fp))
{
usa il carattare c
}
C. Rocchini - C++ 50
goto
//Il comando goto si articola in due parti:
//Dichiarazione di una etichetta
// Comando goto per saltarci.
//Si usa raramente: in caso di errore per saltare
//Fuori da una procedure (bisognerebbe usare le
// Eccezioni
//…
goto etichetta;
//..
etichetta:
//…
C. Rocchini - C++ 51
7- Funzioni
C. Rocchini - C++ 52
Funzioni: Introduzione
// tipo_ritorno nome_funzione ( parametri … );
double sqrt( double x ); // Dichiaraz. di prototipo
double sqrt( double ); // Altra dichiarazione
double z = sqrt(2); // Utilizzo (“chiamata”)
double y = sqrt(“pippo”); // Errore di tipo
// Definizione di una funzione
double doppio( double x ) // Intestazione
{ // Inizio blocco
return x*2; // Valore “ritornato”
} // Fine blocco
C. Rocchini - C++ 53
Confronto C++ - Basic
// C++
double prodotto( int x, int y )
{
return x*y;
}
‘Basic
Function prodotto(ByVal x,y As Integer) As Double
prodotto = x * y
End Function
C. Rocchini - C++ 54
Procedure e Riferimenti
void scambia( int & a, int & b ) // void = sub{
int t = a;a = b;b = t;
} // & = byreference‘In basic
Sub scambia(ByRef a, b As Integer) Dim t As Integer t = a a = b b = tEnd Sub
C. Rocchini - C++ 55
Utilizzo di return nelle procedure
// il comando return senza valore puo’ essere
// utilizzato per uscire subito da una procedura
void procedura()
{
//…
if(voglio_terminare) return; // Esco subito
// …
// Fine “naturale della procedura”
}
C. Rocchini - C++ 56
“Inline” e ricorsione
// inline = consiglio al compilatore, per funzioni
// piccole e semplici: programma piu’ veloce
inline int fattoriale( int n )
{
return n<2 ? 1 : n*fattoriale(n-1);
}
long fibonacci( long n )
{
return n<3 ? 1 : fibonacci(n-1)*fibonacci(n-2);
}
C. Rocchini - C++ 57
Variabili statiche
void proc( int x ){
int a = 0; // Semplice variabile localea += x; // Ricreata ad ogni chiamataprintf(“%d\n”,a);
}
void proc( int x ){
static int a = 0; // Variabile statica “persistente”a += x; // Memorizza la somma degli xprintf(“%d\n”,a);
}
C. Rocchini - C++ 58
Variabili Statiche: Caso concreto
// Procedura che necessita di una inizializzazione// complessa dei dati (da fare una volta sola):
void operazione( char c ){
static bool prima_chiamata = true;
if(prima_chiamata){
// … Inizializzazione …prima_chiamata = false;
}// … operazione su c …
}
C. Rocchini - C++ 59
Argomenti vettore
// I vettori sono sempre passati by reference// Non possono essere valori di ritorno di funzioni
int modifica( double v[1000] ){
v[3] = 7; // modifico il vettore passato}
// Non e’ obbligatorio specificare la dimensioneint modi( double v[] )…double v1[32]; double v2[1024]; modi(v1); modi(v2);
// Per le matrici e’ obbligatorio specificare solo// la seconda dimensione
double determinante( double M[][16] )…
C. Rocchini - C++ 60
Sovraccarico di nomi
// E’ possibile dare lo stesso nome a varie funzioni
void stampa( int x ) // Funzione stampa
{
printf(“%d\n”,x);
}
void stampa( double x ) // Un’altra funzione stampa
{
printf(“%g\n”,x);
}
int k = 3; stampa(k); // Chiama la prima funzione
double h = 3.9; stampa(h); // Chiama la seconda
C. Rocchini - C++ 61
Sovraccarico: ambiguità
int f( int x ) { return x*2; }
double f( int x ) { return x*3; }
int k = 9; f(k); // Errore: ambiguo!
// Le funzioni sono distinte dai parametri ma non
// dal tipo di ritorno!
C. Rocchini - C++ 62
Argomenti di default
// E’ possibile specificare i valori di default
// degli argomenti di una fuzione
void stampa( char * str, int dimensione = 16)
{
// …
}
stampa(“pippo”,4); // Ok: dimensione = 4
Stampa(“pluto”); // OK: dimensione = 16
void f( int a = 3, int b ) // Errore!
// Si puo’ specificare solo gli ultimi valori!
C. Rocchini - C++ 63
Argomenti Costanti
// Sara’ importantissimo nei membri di classe
// Scrivetelo tutte le volte che e’ possibile
void funzione ( const int a )
{
int b = a; // OK: lettura valore
a += 3; // Errore: modifca di a
}
// Il passaggio per valore copia i dati
void stampa_stringa( std::string str ) …
// Il reference evita la copia dei dati
// Il const impedisce modifiche erronee
void stampa_stringa( const std::string & str ) …
C. Rocchini - C++ 64
7b – Il Preprocessore
C. Rocchini - C++ 65
Inclusione di file
// Il preprocessore e’ un programma a parte
// Esegue modifiche sul testo tramite semplici
// comandi prima che il file sia compilato
// Le istruzione del prep. Iniziano sempre con #
// Il comando #include copia un file testo nel
// punto indicato
#include <stdio.h> // Inclusione di file di libreria
#include “mio.h” // Inclusione di file locale
C. Rocchini - C++ 66
Macro
// Il comando #define esegue una riscrittura
#define K 12345
a+K a+12456
// Puo’ avere parametri
#define somma(x,y) x+y
somma(3,4) 3+4
somma(3,5)*6 3+5*6
#define PI 3.1415926
// ma e’ meglio: in questo caso ha un tipo
const double PI = 3.1415926;
#undef PI // Cancella la definizione
#define VALORE // Definito a vuoto ma valido
C. Rocchini - C++ 67
Compilazione condizionale
// Il comando #ifdef permette di considerare o no
// alcune parti di testo. Esiste anche #ifndef
#ifdef SINGOLA_PRECISIONE // Inizio IF
float v[32];
float x;
#else // Else
double v[32];
double x;
#endif // Fine IF
x = v[7]; // float o double
C. Rocchini - C++ 68
Compilazione Cond: caso tipico
// Trucco per includere una sola volta l’header
// di una libreria:
#ifndef __MIA__LIBRERIA__
#define __MIA__LIBRERIA__
int mia_funzione( int x );
//… codice header
#endif
C. Rocchini - C++ 69
8 - Namespace
C. Rocchini - C++ 70
Introduzione
// I namespace permettono di rendere modulare il
// codice definendo delle librerie:
namespace mia_lib // Inizio libreria
{
int var = 5; // Def. Di variabile
int fun( int x ); // Definizione di funzione
} // Fine libreria
var = 6; // Errore: variabile non definita!
mia_lib::var = 6; // OK
mia_lib::fun(5);
// Nota: in basic al posto di :: si usa il punto
C. Rocchini - C++ 71
Namespace: continua
// Using permette di omettere il nome della libreria
// (Simile al with sui record del basic
using namespace mia_lib;
var = 6; // OK: var e’ nella libreria mia_lib
// std e’ la libreria standard del C++
std::string s; // string fa parte di std
using namespace std;
string s2; // OK: utilizzo la libreria std
C. Rocchini - C++ 72
X1 - Una libreria: stdio
C. Rocchini - C++ 73
Librerie
Il c/c++ interagisce con il mondo tramite librerie.
Se si vuole leggere la tastiera, aprire una finestra,
leggere e scrivere un file, suonare, utilizzare la
rete o i database, si devono utilizzare librerie
aggiuntive. Le librerie sono decime di migliaia. Le
librerie sono formate da funzioni e strutture dati.
Ne vedremo una per l’utilizzo di file: stdio.
Ci sono anche
io-> a bassissimo livello
streams-> ad altissimo livello
C. Rocchini - C++ 74
Lettura Binaria
#include <stdio.h> // Inclusione header di stdioint main(){
FILE * fp; // Descrittore di file (solo *!)// Apertura in lettura di un file
fp = fopen(“c:/temp/prova.txt”,”rb”);MioDato d[3];
// Lettura binaria di un datoint r = fread(d,3,sizeof(MioDato),fp);if(r==0) … END OF FILE…fclose(fp); // Chiusura filereturn 0;
}
C. Rocchini - C++ 75
Scrittura Binaria
#include <stdio.h> // Inclusione header di stdioint main(){
FILE * fp; // Descrittore di file (solo *!)// Apertura in scrittura di un file
fp = fopen(“c:/temp/prova.txt”,”wb”);if(fp==0) … errore…double v;
// Scrittura binaria di un dato (Nota la &)fwrite(&d,1,sizeof(MioDato),fp);fclose(fp); // Chiusura filereturn 0;
}
C. Rocchini - C++ 76
Scrittura testuale
FILE * fp = fopen(“prova.txt”,”w”);
fputc(‘c’,fp); // Scrittura di un carattere
fputs(“cavallo”,fp); // Scrittura di stringa
fputc(‘\n’,fp); // Ritorno a capo
// Esempi di scrittura formatta
// Vedere il manuale!
fprintf(fp,”%d %g”,3,9.7);
fprintf(fp,”%s %30.20f”,stringa,valore_num);
fprintf(fp,”%X \n”,numero_ex);
fclose(fp);
C. Rocchini - C++ 77
Lettura testuale
FILE * fp = fopen(“prova.txt”,”w”);
int c = fgetc(‘c’,fp); // Lettura di un carattere
if(c==EOF) … END OF FILE…
char buf[MAX];
fgets(buf,MAX,fp); // Lettura di una riga!
// Esempi di Lettura formatta
// Notare la &: parametri puntatore!
fscanf(fp,”%d %g”,&v1,&v2);
fscanf(fp,”%30.20f”,&valore_num);
fscanf(fp,”%X”,&numero_ex);
fclose(fp);
C. Rocchini - C++ 78
Accesso Libero (Random)
// Posizione corrente nel file (in byte!)
long l = ftell(fp);
// Spostamento al 42esimo byte del file
fseek(fp,SEEK_SET,42);
// Avanzamento di 80 byte
fseek(fp,SEEK_CUR,80);
// Spostamento al 42esimo byte della FINE del file
fseek(fp,SEEK_END,42);
C. Rocchini - C++ 79
Input/output
// Nella applicazioni console, esistono sempre due
// file automaticamente aperti:
// stdin in lettura = tastiera
// stdout in scrittura = schermo
// (In realta’ sono 3: esiste anche stderr…)
fprintf(stdout,”Buongiorno\n”);
int c = fgetc(stdin); // Legge da tastiera
// Per ogni funzione esiste la versione compatta
// senza file parametro e senza f nel nome:
printf(“Buongiorno\n”); // su stdout
int c = getc(); // da stdin
scanf(“%d”,&x); // Legge da stdin
C. Rocchini - C++ 80
Stdio: Per finire
// scanf e printf esistono in versione stringa:
char buf[1024];
sprintf(buf,”numeri: %g %d\n”, 3.5, 9 );
…
sscanf(buf,”%x%s”,…);
// La scrittura su disco e’ spesso bufferizzata
// (vale a dire ritardata) per motivi di efficienza
// fflush costringe il sistema ad effettuare
// immediatamente una scrittura fisica:
fflush(fp);
C. Rocchini - C++ 81
5 – Puntatori e Vettori
C. Rocchini - C++ 82
I puntatori
La variabili sono allocate in memoria, le zone di memoria sono
indirizzabili da indirizzi numerici. I Puntatori sono
indirizzi di memoria. (* = puntatore) ( & = indirizzo )
std::string pippo = “Claudio”;
std::string * ptr = &pippo;
“Claudio”pippo:
Indirizzo di pippoptr:
C. Rocchini - C++ 83
Puntatore nullo ed Esempi
// Il puntatore nullo e’ rappresentato dal valore 0
// Corrisponde al nothing del Basic
char * p = 0; // Valore nullo
int * p; // Puntatore ad un intero
int **q; // Puntatore ad un puntatore ad un intero
int * v[32]; // Vettore di 32 puntatori ad intero
void * z; // Puntatore senza tipo
z = p; // OK: da tipo a senza tipo
p = z; // Errore: specifica di tipo!
P = (int *)z; // OK: conversione esplicita di tipo
C. Rocchini - C++ 84
Inizializzazione di vettori
// E’ possibile inizializzare i vettori direttamente
int v[4] = {3,91,23,4};
char k[3] = { ‘a’,’b’,’c’ };
double m[2][2] =
{
{1,2},
{3,4}
};
int w[] = {3,6,7,8}; // Lunghezza implicita
C. Rocchini - C++ 85
Puntatori e vettori
int v[20];
int * p = v; // Il nome di un vettore e’ il puntatore al
// Primo elemento
int * w = v+7; // Puntatore all’ottavo elemento (0=primo)
// Scorrimento di un vettore con indice intero
int i;
for(i=0;i<20;++i)
printf(“%d “,v[i]);
// Scorrimento di un vettore con puntatore (piu’ veloce!)
int * j;
for(j=v;j<v+20;++j)
printf(“%d “,*j); // *j = contenuto di j
C. Rocchini - C++ 86
9 – Sorgenti e programmi
C. Rocchini - C++ 87
Moduli
• Un programma di medie dimensioni non e’ mai scritto in un unico sorgente .c++
• I programmi sono suddivisi in moduli, cioe’ in file separati.
• La separazione dipende dalla logica del programma (oggetti separati in file separati).
• E’ possibile compilare separatamente i vari moduli.
• Le modifiche di un modulo in genere non interferiscono con gli altri.
• Gruppi di moduli comuni sono raccolti in librerie.
C. Rocchini - C++ 88
Header e Sorgenti
• Ad un modulo (file .c++) che esporta simboli e’ associato un file di intestazione (header .h)
• L’header contiene la specifica dei simboli esportati.
• Le librerie standard (stdio,vector,stdlib) sono formati da moduli in forma di librerie + header da includere con il comando #include
C. Rocchini - C++ 89
Variabili e funzioni locali
// Di default, variabili e funzioni vengono
// esportate dal modulo.
int pippo; // Variabile esportata
void mia_funzione( int x )// Funz. esportata
{
…
}
// Gli oggetti dichiarati static invece non
// vengono esportati
static int pluto; // Privata del modulo
static void altra_funzione( int x ); // Privata
C. Rocchini - C++ 90
Creazione dell’header
// File mio.c++
//Per essere utilizzati,
//i simboli esportati
//devono essere dichiarati
//nell’header
int pippo;
void funzione( int x )
{
…
}
// File mio.h
//Per distinguerla da una
//dichiarazione, la def.
//della variabile deve
//essere preceduta da
//extern.
extern int pippo;
//Per le funzioni si
//scrive il “prototipo”
void funzione( int x );
C. Rocchini - C++ 91
Schema di utilizzo
// file: mio.h
void funzione(int x);
// file: main.c++
// Inclusione header
#include “mio.h”
void main()
{
// Utilizzo delle funz.
funzione(3);
}
// file: mio.c++
static int y = 42;
void funzione(int x)
{
printf(“%d”,x+y);
}
C. Rocchini - C++ 92
Cosa si mette nell’header?
// Define
#define PI 3.1415296
// Prototipi di funzione esportate
void funzione(int x);
// Def. Variabili esportate
extern bool pippo;
// Implementazioni di funzioni inline!!!!
inline int minimo(int x, int y)
{
return x<y ? x : y;
}
C. Rocchini - C++ 93
Protezione dalla doppia inclusione
// Di solito includere due volte un header comporta
// un errore; di solito di protegge gli header dalla
// doppia inclusione nel seguente modo
#ifndef __COSTANTE_DAL_NOME_VERAMENTE_STRANO__
#define __COSTANTE_DAL_NOME_VERAMENTE_STRANO__
// Corpo dell’header
// …
#endif
C. Rocchini - C++ 94
10 – Classi !!!!!
C. Rocchini - C++ 95
Introduzione alle classi
• Le classi sono il vero cuore del C++• Permettono di utilizzare e definire oggetti• Una classe definisce un nuovo tipo• Una classe contiene dati e funzioni• Ci sara’ molto altro da dire…
C. Rocchini - C++ 96
Utilizzo di una Classe (Oggetto)
// std::string e’ un oggetto, non ha attributi,
// ha solo membri.
std::string str; // Dichiarazione di oggetto
str = “Claudio”; // Assegnazione valore
printf(“%u\n”, str.length() ); // Chiamata membro
str = str + “ Rocchini”; // Espressione
std::string x = str.substr(0,4); // Sottostringa
C. Rocchini - C++ 97
Esempio in C : datastruct Data // Dati
{
int giorno,mese,anno;
};
// Procedure
void inizializza_data( data & d, int g, int m ,int a )
{
data.giorno = g;
data.mese = m;
data.anno = a;
}
// Utilizzo
Data k; inizializza_data(k,28,6,1967);
C. Rocchini - C++ 98
Esempio in C (continua)
void aggiungi_anni( Data & d, int anni )
{
d.anno += anni;
}
// Notare il riferimento costante:
// Evita la copia
void stampa_data( const Data & d )
{
printf(“%02d/%02d/%d\n”, d.giorno, d.mese, d.anno);
}
…
C. Rocchini - C++ 99
Stesso Esempio in C++
// All’inizio la definizione di classe sembra
// una struttura
class Data
{
int giorno,mese,anno;
};
Data d; // Dichiarazione di variabile
C. Rocchini - C++ 100
Esempio (2): funzioni membro
class Data // Dichiarazione di classe
{
int giorno,mese,anno; // Dati
void aggiungi_anni( int anni ); // Membro
};
// Definizione classe membro
void data::aggiungi_anni( int anni )
{
anno += anni;
}
Data d; d.aggiungi_anni(3); // Chiamata del membro
C. Rocchini - C++ 101
Esempio (2): funzioni membro
class Data // Dichiarazione di classe
{
int giorno,mese,anno; // Dati
void aggiungi_anni( int anni ); // Membro
};
// Definizione classe membro
void data::aggiungi_anni( int anni )
{
anno += anni;
}
Data d; d.aggiungi_anni(3); // Chiamata del membro
Riferimento all’attributo
Specifica di classe
C. Rocchini - C++ 102
Funzioni membro: string
namespace std // Inizio namespace
{
class string // Inizio classe stringa
{
int length(); // Funzione membro
…
}; // Fine classe
} // Fine namespace
std::string str;
int lunghezza = str.length();// Chiamata di membro
C. Rocchini - C++ 103
Controllo di Accesso
class Data{private: // Dati e membri privati
int giorno,mese anno;int mia_funzione();
public: // Dati e membri pubblicivoid stampa();
};
Data d;d.giorno = 3; // Errore: dato privatod.mia_funzione(); // Errore: membro privatod.stampa(); // OK: membro pubblico
C. Rocchini - C++ 104
Accesso e Membri
class Data
{
private: // Dati e membri privati
int giorno,mese anno;
public: // Dati e membri pubblici
void stampa();
};
void Data::stampa() // Def. della procedura
{
printf(“%d\n”,giorno); // OK: un membro puo’ sempre
} // accedere ai dati della
// sua classe!
C. Rocchini - C++ 105
Incapsulamento
class pippo{
..dati // Dati privati: default = privatopublic: // Zona pubblica
void interfaccia1();void interfaccia2();
};
// La protezione dell’implementazione e’ una delle// basi dell’incapsulamento: nascondere// l’implementazione permette di cambiarla in seguito.
// Nota: esiste anche protected, lo vedremo in seguito
C. Rocchini - C++ 106
Costruttore
// Il costruttore e’ una procedura chiamata
// automaricamente alla creazione di un oggetto
class Data
{
int giorno, mese, anno;
public:
Data(); // Dichiarazione costruttore
};
Data::Data() // Codice costruttore (non ha tipo)
{ giorno = 1;
}
Data d; // Chiama il costruttore (giorno=1)
C. Rocchini - C++ 107
Costruttore con Parametri
class Data{
int giorno,mese,anno; // Costruttoripublic:
Data(); // DefaultData( int g, int m, int a ); // Con parametri
};Data::Data() {} // Def. defaultData::Data(int g, int m, int a) // Def. Con parametri{
giorno=g; mese=m; anno=a;}Data d1; // Chiama il primo costruttoreData d2(28,6,1967); // Chiama il secondo costruttore
C. Rocchini - C++ 108
Distruttore
// Il distruttore viene chiamato quando l’oggetto e’ distruttoclass Oggetto{public:
Oggetto(); // Costruttore~Oggetto(); // Distruttore
};Oggetto:: Oggetto() { printf(“Creazione\n”); } // Dichi.Oggetto::~Oggetto() { printf(“Distruzione\n”); } //
Dichi.
if(true){
Oggetto x; // L’oggetto e’ creato} // Fine blocco: l’oggetto e’ distrutto
C. Rocchini - C++ 109
Costruttore e distruttore
class MioFile
{
public:
FILE * fp;
MioFile();
~MioFile();
};
MioFile::MioFile() { fp = 0; } // Inizializzo a null
// Chiusura automatica del file
MioFile::~MioFile() { if(fp) fclose(fp); }
MioFile f; f.fp = fopen(…); // Chiusura aut.
C. Rocchini - C++ 110
Dati di Classe Statici
// I dati statici di classe sono UNICI per tutti gli// oggetti di quella classe
class Oggetto{public:
static int numero_oggetti; // Unico per tutta la classeOggetto(); // Costruttore
};// I dati di classe statici devono essere definiti:
Oggetto::numero_oggetti = 0;Oggetto::Oggetto() { ++ numero_oggetti; } //Def. Costruttore
Oggetto o1; printf(“%d\n”,o1.numero_oggetti); // -> 1
Oggetto o2,o3; printf(“%d\n”,o1.numero_oggetti); // -> 3
C. Rocchini - C++ 111
Funzioni Membro statiche
// Le funzioni membro statiche non fanno riferimento ai// dati della classe (oppure solo ai dati statici).
class Data{public:
static std::string nome_classe(); // Membro statico}
std::string Data::nome_classe() // Def. Membro statico{ return “CLASSE DATA”;}
Data d; printf(“%s\n”,d.nome_classe()); // Call oggettoprintf(“%s\n”, Data::nome_classe() ); // Call
diretta
C. Rocchini - C++ 112
Funzioni Membro Costanti
// I membri che non modificano i dati dell’oggetto devono// essere dichiarati costanti.
class Data{
int giorno,mese,anno;public:
bool bisestile() const; // Membro costante}
bool Data::bisestile() const // Definizione{
return anno%4==0 && anno%100!=0; // Non modifica i dati// ++anno -> errore: modifica i dati
}
C. Rocchini - C++ 113
Autoriferimento
// this e’ il puntatore all’oggetto corrente (me in VB)
class NodoLista
{
public: NodoLista * successore;
public: void link( NodoLista & n );
};
// Implementazione di link
void NodoLista ::link( NodoLista & n )
{
n.successore = this;
}
C. Rocchini - C++ 114
Utilizzo dell’Autoriferimento
// Spesso e’ utile che un membro ritorni un
// Riferiemtno all’oggetto
Data & Data::incrementa_giorno()
{
++giorno; // Incrementa il giorno
return *this; // Ritorna il rif. a se stesso
}
Data d;
// Chiamata in “cascata” dei membri
d. incrementa_giorno().stampa();
C. Rocchini - C++ 115
Definizioni Interne alla classe
// Scrittura classica
class Data
{
int g;
public:
int & giorno();
};
// Scrittura Compatta
class Data
{
int g;
public:
int & giorno()
{
return g;
}
};
C. Rocchini - C++ 116
Direttiva inline
// La direttiva inline deve essere usata per funzioni
// semplici: modifica la tecnica di chiamata di
// Procedura. Non puo’ essere usata per funzioni
// Complesse
inline int & Data::giorno()
{
return g;
}
// E’ una specifica di bassisimo livello come lo
// era register. Forse verra’ eliminata
C. Rocchini - C++ 117
Sovraccarico degli Operatori
// Si possono ridefinire gli operatori come funzioni
// operator== e’ il nome della funzioneinline bool operator== ( const Data & d1, const Data & d2 )
{
return d1.g==d2.g && d1.m==d2.m && d1.a==d2.a;
}
inline bool operator!= ( const Data & d1, const Data & d2 )
{
return d1.g!=d2.g || d1.m!=d2.m || d1.a!=d2.a;
}
if( data1 == data2 ) … // Chiama la nostra funzione
C. Rocchini - C++ 118
Sovraccarico dei membri
class Data
{
public:
int g,m,a;
Data & operator+= ( int ng );
};
// Implementazione del membro
Data & Data::operator+= ( int ng )
{ g += ng; // Modifica giorni
return *this; // Ritorna il rif. a se stesso
}
Data d(3,12,2004); (d += 3).print(); // 6/12/2004
C. Rocchini - C++ 119
Esempio concreto: un file come vettore di caratteri
class VFile{private:
FILE * fp;public:
VFile() { fp = 0; } // Definizione abbreviata del costr.
~VFile() { if(fp) fclose(fp); } // Chiusura autom.bool open(char * name ) { return ( fp=fopen(name,”r”) ); }char operator[] ( int p ) // Op []!{ fseek(fp,SEEK_SET,p);
return fgetc(fp);}
};VFile ff; ff.open(“prova”); int x = ff[31];
C. Rocchini - C++ 120
Operatore in scrittura?
class FileReference {private: long pos; FILE * fp;
FileReference( long p, FILE * f ) { pos=p; fp=f;}FileReference & operator= ( char c ){
fseek(fp,SEEK_SET,pos);fwrite(&c,1,1,fp);return *this;
}};FileReference Vfile::operator[] ( long i ){
return FileReference(i,fp);}
vf[42] = 5;
C. Rocchini - C++ 121
Operatore di Assegnamento
// Ne viene creato uno di default che copia i dati// Ma e’ anche possibil riscrivero
class Data{ …
Data & operator= ( const Data & d );};
// ImplementazioneData & Data::operator= ( const Data & d ){
g = d.g; m = d.m; a = d.a;return *this;
}Data d1,d2,d3; d1 = d2 = d3;
C. Rocchini - C++ 122
Oggetti membro
class Evento
{
public:
Data d;
std::string nome;
// Costruttore con parametri di membri oggetto
Evento( std::string n, int g, int m, int a ):d(g,m,a)
{
nome = n;
}
};
Evento e(“nascita”,28,6,1967);
C. Rocchini - C++ 123
11 – Sovraccarico degli operatori
C. Rocchini - C++ 124
Introduzione
Gli operatori simbolici operanti sugli oggetti possono essere
ridefiniti. Questo vuol dire che posso chiamare una funzione
con un simbolo di operatore.
C. Rocchini - C++ 125
Esempio: data ++
class data {public:
int g,m,a;void operator++ () {
if(++g==ultimo_giorno[m]){ g = 1; if(++m>12){
m = 1; ++a;
}}
}};
Data d; ++d; // Chiama la funzione operator
C. Rocchini - C++ 126
Esempio: confronto di date
class Data {…
// Operatore costante con parametro costantebool operator< ( const Data & d ) const{
if(a!=d.a) return a<d.a;if(m!=d.m) return d<d.m;return g<d.g;
}};Data d1,d2;…if( d1<d2 )… // Utilizzo dell’operatore <if( d1>d2 ).. // Errore! > non definito (neanche di
default)
C. Rocchini - C++ 127
Una semplice classe: Point2
// Definiremo la classe punto (o vettore bidimensionale)
class Point2 // Intestazione
{
private: // Dati privati
double v[2]; // Dati della classe: x,y
public: // Membri pubblici
//… membri …
}; // Notare il ‘;’
C. Rocchini - C++ 128
Costruttori (Niente distruttore)
inline Point2() // Costruttore di default
{
// Niente da fare (ma obbligatorio dichiarare la funzione)
}
inline Point2( double v0, double v1 )
{
v[0] = v0; // Costruttore con
v[1] = v1; // Inizializzazione
}
I costruttori sono chiamati automaticamente quando l’oggetto
viene creato.
C. Rocchini - C++ 129
Operatore di assegnamento
inline Point2 & operator= ( const Point2 & p ){
v[0] = p.v[0]; // Copio xv[1] = p.v[1]; // Copio yreturn *this;
}
Note: la stringa ‘operator=‘ è il nome della funzione.Mentre Point2 & e’ il tipo di ritorno. Il parametro e’
costante riferimento per evitare la copia.Il tipo del parametro è obbligatorio, come il valore di
ritorno che permette di concatenare le espressioni: a = b = 3; infatti a = (ritorno di b=3);
C. Rocchini - C++ 130
Metodo somma
inline Point2 operator+ (const Point2 & p) const
{
return Point2( v[0]+p.v[0], v[1]+p.v[1] );
}
Note: il primo operando dell’operatore somma è l’oggetto in questione (this). L’operatore è const (non modifica l’oggetto). Si utilizza il costruttore con parametri per costruire “al volo” il valore di ritorno. Il parametro p è passato per riferimento per motivi di efficienza.
Il membro e’ costante: non modifica l’oggetto
C. Rocchini - C++ 131
Funzione di stampa
inline void show() const
{
printf(“[%g,%g]\n”,v[0],v[1]);
}
Metodo per la visualizzazione della classe; l’oggetto è visualizzato nella forma: [v0,v1].
C. Rocchini - C++ 132
Esempio di utilizzo
int main()
{
Point2 a(2,4); // Costr. con iniziliz.
Point2 b(3,2);
Point2 c; // Costruttore default
c = a+b; // Somma ed assegnamento
c.show(); // Visualizzazione
return 0;
}
// Risultato: [5,6]
C. Rocchini - C++ 133
Membri di accesso ai dati
// Versione costante
inline const double & x() const { return v[0]; }
inline const double & y() const { return v[1]; }
// Versione non costante
inline double & x() { return v[0]; }
inline double & y() { return v[1]; }
Point2 p1,p2;
p1.v[0]; // Errore dato privato
K = p1.x(); // OK: accesso costante
p2.x() = 3; // OK: accesso non costante
K = (p1+2).x(); // OK: accesso costante a temporaneo
C. Rocchini - C++ 134
Membri modificatori
inline Point2 & operator+= ( Point2 const & p )
{
v[0] += p.v[0];
v[1] += p.v[1];
return *this;
}
Nota: il membro non e’ costante, ritorna il riferimento a se stesso per operazioni in cascata, tipo:
a = ( b+=c );
C. Rocchini - C++ 135
Ordinamento
inline bool operator== ( const Point2& p ) const
{
return v[0]==p.v[0] && v[1]==p.v[1];
}
inline bool operator!= ( const Point2& p ) const
{
return v[0]!=p.v[0] || v[1]!=p.v[1];
}
inline bool operator< ( const Point2& p ) const
{
return v[1]!=p.v[1] ? (v[1]<p.v[1]) : (v[0]<p.v[0]);
}
C. Rocchini - C++ 136
Oggetti Funtori
// Ridefinendo l’operatore chiamata di funzione
// (), e’ possibile creare oggetti che si
// comportano come funzioni.
class Doppiatore
{
public:
double operator() ( double x ) { return x*2; }
};
Doppiatore d;
printf(“%g”, d(7) );// Stampa 14
C. Rocchini - C++ 137
12 – Classi derivate
C. Rocchini - C++ 138
Derivazione
// E’ possibile derivare una classe da un’altra// La nuova classe eredita tutti gli attributi
class Point2 { public: double v[2]; };
class Punto_Colorato : public Point2{public:
Colore c;};
Punto_Colorato k; k.c = rosso; // Attributo della nuova classek.v[0] = 3; // Eredita i metodo di Point2
C. Rocchini - C++ 139
Sovrascrittura di membri
class Point2 { … void stampa(); }
class Punto_Colorato : public Point2{…
void stampa(); // Riscrive la funzione di Point2};Punto_Colorato p; p.stampa(); // Chiama la riscritta
void Punto_Colorato::stampa() // Implementazione{
stampa_colore(c);Point2::stampa(); // Invocazione funzione originale
}
C. Rocchini - C++ 140
Puntatori a classi derivati
// I puntatori a classi derivate sono interscambiabili
Punto_Colorato pc;
double k;
Point2 * punt = &pc; // OK: classe padre
Point2 * pun2 = &k; // Errore: double non deriva da P2
// I metodo da chiamare sono derivati dal tipo
punt->stampa();
// Chiama il metodo di Point2 anche se l’oggetto e’
// un Punto_Colorato (non stampa il colore)
pc.stampa(); // Stampa il colore
C. Rocchini - C++ 141
Gerarchie di Classi ed Interfacce
Le gerarchie di classi sono fondamentali nelle interfacce.
• OggettoGenerico– Finestra (.disegna)
• Controllo (.disegna, .evento)– Bottone (.evento)
» BottoneRadio (.selezionato)» BottoneCheck (.stato)» BottoneComando (.evento)
– Lista– CampoTesto (.valore)
• FinestraCornice– DocumentoSingolo– MultiDocumento
C. Rocchini - C++ 142
Gerarchie esempio MFC
C. Rocchini - C++ 143
Metodi virtuali
// Per fare in modo che il metodo non dipenda dal tipo
// ma dall’oggetto nell’uso di puntatori si usa:
class Point2
{
public:
virtual stampa();
};
Punto_Colorato pc;
Point2 * punt = &pc;
punt->stampa();
// Chiama Punto_Colorato perche’ virtual
C. Rocchini - C++ 144
Note a Virtual
Nel Basic tutti i metodo sono virtual.
Nel c++ si e’ deciso di rendere virtual alcuni
metodo esplicitamente, perché questo rende leggermente
più lento il programma: infatti questo è l’unico caso
che comporta un controllo di tipo durante l’esecuzione
del programma.
D’altro canto il meccanismo è indispensabile,
soprattutto nelle interfacce grafiche.
C. Rocchini - C++ 145
Classi astratte
// E’ possibile definire membri puramente virtuali che// definiscono classi astratte. In Java si chiamano// interfacce.class PuntoAstratto{public:
virtual void stampa() = 0; // =0 -> virtuale pura};PuntoAstratto p; // ERRORE: classe astrattaclass PuntoReale{public:
virtual void stampa();// OK: definisce stampa in concreto}
C. Rocchini - C++ 146
13 - Template
La vera potenza del C++ !
C. Rocchini - C++ 147
Introduzione ai Template 1
• Supponiamo di voler realizzare la funzione minimo di due interi:
inline int minimo( int a, int b )
{
if(a<b) return a;
else return b;
}
int x = minimo(7,9);
// Nota: inline perché e semplice
C. Rocchini - C++ 148
Introduzione ai Template 2
• Adesso voglio il minimo fra due double:
inline double minimo( double a, double b )
{
if(a<b) return a;
else return b;
}
Le due funzioni sono identiche a parte la def.
dei tipi. Se voglio altre funzioni minimo (short,
Stringhe, oggetti le devo scrivere tutte).
C. Rocchini - C++ 149
Introduzione ai Template 3
• In C++ e’ possibile passare un tipo come parametro ad una funzione (o ad una classe):
template<class T> // T e’ il parametro tipoinline T minimo( T a, T b ){
if(a<b) return a; else return b;}
// Utilizzo:double x = minimo<double>(3.9, 7.5); // T=doubleint k = minimo<int>(4,5); // T=intint s = minimo(2,3); // Inferenza del tipo: T=int
C. Rocchini - C++ 150
Nota Implementativa
• I template sono parametri di tipo “tipo”• Sono realizzati con la massima efficienza
(nessun controllo al tempo di esecuzione).• Permettono di creare classi od algoritmi
generici, non dipendenti dal tipo dei dati.• Esempi tipici: algoritmo di ordinamento di un
vettore. Contenitori senza tipo.• Il C++ e’ l’unico linguaggio di programmazione
che ha i template.• I template sono la base costruttiva della
Libreria Standard.
C. Rocchini - C++ 151
Classi Template
// Es. Posso definire la classe Punto senza
// Specificare il tipo delle coordinate
template<class S>
class Point2
{
public: S v[2];
};
Point2<double> p1; // Punto doppia precisione
Point2<float > p2; // Punto singola precisione
Point2<int > p3; // Punto intero
C. Rocchini - C++ 152
Esempio template!
• Es1: point– Consultate i lucidi relativi alla esercitazione 1: classe point
• Es2: vector– Consultate i lucidi relativi alla esercitazione 2: classe vector
C. Rocchini - C++ 153
3 Libreria Standard
C. Rocchini - C++ 154
Introduzione alla STL
• La libreria standard e’ uno dei punti più alti dell’informatica.
• Raccoglie i risultati teorici dell’informatica sugli algoritmi e le strutture dati creati nel corso degli anni.
• Se ho bisogno di un algoritmo, e’ probabile che ci sia gia’ scritto nella STL.
• Ogni elemento dell’STL e’ realizzato con la massima efficienza.
C. Rocchini - C++ 155
Stringhe
• Il C++ non ha il tipo stringa come oggetto base; la libreria standard introduce l’ogggetto string:
std::string str = “Pippo”;
int l = str.length();
// Tutta la libreria standard e’ contenuta
// nel namespace std. Ovviamente e’ possibile
// utilizzare:
using namespace std;
C. Rocchini - C++ 156
STL - Contenitori
• I contenitori sono oggetti che contengono altri oggetti.
• Ogni contenitore ha le proprie caratteristiche.
• I contenitori comprendono: vector, list, map, set, deque, stack, heap.
• I contenitori sono template sul tipo di oggetto contenuto.
C. Rocchini - C++ 157
STL - iteratori
• Ad ogni contenitore e’ associato il proprio oggetto iteratore.
• L’iteratore serve per scorrere gli elementi di un contenitore (e’ una estensione del puntatore, vale a dire che un iteratore “punta” ad un elemento dentro il contenitore).
C. Rocchini - C++ 158
Vector
// vector introduce i vettori dinamici non presenti nel
// C++ base.
// Vector ha un parametro template sul tipo Contenuto:
vector<int> v; v.resize(1000); v[999] = 3;
vector<Data> d; // Vettore di date
// d.front() : primo elemento |d.begin() : it inizio
// d.back() : ultimo elemento|d.end() : it fine
// Scansione:
vector<Data>::iterator i; // iteratore associato
for(i=d.begin();i!=d.end();++i)
i->stampa(); // si usa come un puntatore
C. Rocchini - C++ 159
List
List implementa le liste di oggetti. List non ha l’operatore [] (non e’ possibile indirizzare l’ennesiomo elemento), ma l’inserimento e l’estrazione di un elemento sono molto veloci.
list<double> l; // Lista di valori
l.push_front(9); // Inserimento in testa
l.push_back(11); // Inserimento in coda
list<Data>::iterator i; // iteratore associato
for(i=l.begin();i!=d.end();++i)
printf(“%g “,*i); // si usa come un puntatore
// Nota la scansione e’ identica al vettore
C. Rocchini - C++ 160
Map
Map e’ un contenitore molto potente: implementa un vettore “autoassociativo”, vale a dire un oggetto che assomiglia ad un vettore, ma utilizza come indice un qualsiasi altro oggetto (E’ implementato con un B*-albero red/black).
Map e’ un template con due parametri: oggetto indice e oggetto contenuto.
map<Data,string> eventi; // Da date a stringhe
eventi[ Data(28,6,1967) ] = “Compleanno”;
string s = eventi[Data(28,6,1967)];
C. Rocchini - C++ 161
Altri contenitori
• deque e’ una coda (chi primo arriva, primo e’ servito).
• stack e’ una pila (per chi sa a cosa serve).• heap e’ una coda con priorita’, vale a dire che
e’ una coda con qualcuno raccomandato.• set e’ un contenitore insieme (in senso
matematico)• Tutti hanno i propri iteratori.
C. Rocchini - C++ 162
Algoritmi di ricerca
1. for_each Applica un operatore ad ogni elem.
2. find Cerca un elemento
3. find_if Cerca secondo una condizione
4. adjacent_find Prima coppia di uguale consecutivi
5. find_first_of Cerca un elemento da un insieme
6. count Conta gli elementi
7. count_if Conta secondo una condizione
8. mismatch Primo elemento diverso fra due ins.
9. equal Controllo l’uguaglianza
10. search Cerca sottosequenza
11. search_n Cerca n elementi uguali
12. find_end Cerca a partire dalla fine
C. Rocchini - C++ 163
Algoritmi di Modifica• copy Copia di elemeni• swap Scambia due elementi• replace Rimpiazza un elemento con un
altro• replace_if … con una condizione• fill Riempie con un valore• generate Riempie con una funzione• remove Rimuove un valore• remove_if .. Secondo una condizione• unique Toglie gli elementi duplicati !!• reverse Inverte l’ordine• rotate Ruota l’ordine• random_shuffle Mescolamento Casuale (*SGI
ext.*)
C. Rocchini - C++ 164
Ordinamenti
• sort ordinamento! Spesso si usano oggetti funtori per comparare gli oggetti
• lower_bound ricerca binaria O(log(n))• upper_bound
Ci sono molte altre cose (funtori), ma per ora non le vedremo.
C. Rocchini - C++ 165
Interfacce grafiche
• Es3: mfc– Consultate i lucidi relativi alla esercitazione 3: applicazione grafica con Microsoft Foundation Classes
C. Rocchini - C++ 166
Esercitazioni ed Esempi
• Manipolazione di testi• Database (odbc o MySql)• Libtiff• Cenni ad OpenGL
C. Rocchini - C++ 167
Argomenti avanzati del C++
• Parametri non specificati• Eccezioni• Puntatori a funzioni• Cast specificati• Mutable• Problemi dell’ereditarieta’ multipla