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Fondamenti di Informatica - La programmazione in linguaggio C

© 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 1

FONDAMENTI DI INFORMATICA

Prof. PIER LUCA MONTESSOROIng. DAVIDE PIERATTONI

Facoltà di IngegneriaUniversità degli Studi di Udine

La programmazione in linguaggio C



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Nota di Copyright



specifichedel problema analisi algoritmo

programmasorgente

implem

entazione

compilazionee linking

programmaeseguibile

esecuzione

controllodei risultati debugging e correzione

del programma

Strumenti per la programmazione



Strumenti per la programmazionespecifiche

del problema analisi algoritmo

programmasorgente

implem

entazione


programmaeseguibile

esecuzione


del programma

In questo corso non è previstol’utilizzo di sistemi di analisiautomatica né di strumentidi CASE (Computer AidedSoftware Engineering)





programmasorgente

implem

entazione


programmaeseguibile

esecuzione


del programma

TEXT EDITOR: programmaper scrivere file di testo (ASCII)Esempi: EDIT di MS-DOS,Notepad, Wordpad o Notepad++ diMS-Windows, gedit o emacs di Unix





programmasorgente

implem

entazione


programmaeseguibile

esecuzione


del programma

Compilatore C/C++ della GNU

Linguaggio C:gcc -o foobar.exe foobar.c

Linguaggio C++:g++ -o foobar.exe foobar.cpp





programmasorgente

implem

entazione


programmaeseguibile

esecuzione


del programma

In MS-DOS e in unix per eseguire un programma èsufficiente scriverne il nomesulla linea di comando,seguito da invio:

C:\PROGRAMMI> foobar





programmasorgente

implem

entazione


programmaeseguibile

esecuzione


del programma

Strumenti di base:• attenta analisi ragionata del codice• selezione di casi significativi• printf (per la stampa dei valori delle variabili)

Strumenti avanzati:• debugger



Utilizzo del compilatore GCC• Compilazione:

C:\PROGR> gcc -o nome.exe nome.c

• Esecuzione:C:\PROGR> nome

• Compilazione per il debugger:C:\PROGR> gcc -g -o nome.exe nome.c

• Esecuzione con debugger grafico:C:\PROGR> gdb nomeC:\PROGR> insight nomeC:\PROGR> nemiver prova

(versioni gcc precedenti alla 3)

(in ambiente Ubuntu)



Principi fondamentali

• “Implementare un algoritmo” significa tradurre una serie di operazioni aritmetico-logiche in procedure eseguibili dal calcolatore

• Tale traduzione è diversa a seconda del linguaggio di programmazione scelto

Un programma C è costituito fondamentalmente da variabili e funzioni



Variabili e funzioni

• Le variabili memorizzano i valori (o dati) in input e/o in output e quelli usati durante l’esecuzione

• Le funzioni sono sequenze di istruzioni, ossia operazioni da effettuare sui dati



Esempio: hello.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>

/* programma principale */

int main(){

printf ("Hello world!\n");return EXIT_SUCCESS;

}

/* fine del programma */





int main(){


}


Direttiva al preprocessor: include il file (del compilatore) stdio.h cheserve per l’utilizzo dellefunzioni di input/output





int main(){


}


Commento: viene ignoratodal compilatore





int main(){


}


Funzione main: tuttocomincia da qui

Corpo della funzione main





int main(){


}

/* fine del programma */Istruzione per stampare la scritta"Hello world!" e poi andare a capo

Istruzione per terminare la funzione main (e quindi ilprogramma) restituendo al sistema operativo il valorenumerico associato, in stdlib.h, a EXIT_SUCCESS



Struttura di un programma• Ogni funzione è identificata da un nome• Il programma inizia sempre l’esecuzione a

partire da una funzione “speciale”: la funzione main

• Nei programmi C più semplici, tutte le operazioni da fare risiedono nella funzione main

• I programmi complessi prevedono che maininvochi altre funzioni, suddividendo le molte istruzioni in blocchi logici più semplici



Direttive al preprocessor

• La prima linea del programma:#include <stdio.h>

è comune a molti programmi C• Indica al compilatore di includere

automaticamente le funzioni della libreria standard di input/output stdio.h, come ad esempio la funzione di stampa su video printf ()



Commenti

• In ogni programma C è utile poter inserire dei commenti, a descrizione di quanto viene eseguito da una o più istruzioni

• La riga di commento:/* programma principale */

non contiene istruzioni C e quindi non viene processata dal compilatore



Input e output

• printf () è una funzione di uso generale offerta della libreria standard di input/output

• Nell’esempio, essa stampa sul monitor (lo standard output) semplicemente la sequenza di caratteri: Hello world!



Esempio: somma.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>

int main() /* somma due numeri interi */{

int num1, num2, somma;

printf ("inserire num1: ");scanf ("%d", &num1);


somma = num1 + num2;printf ("num1 + num2 = %d\n", somma);

return EXIT_SUCCESS;}










dichiarazione di variabili intere










input di un intero (input formattato)










somma e assegnazione










stampa del risultato (output formattato)



Variabili e dichiarazioni

• Per poter essere utilizzate da un’istruzione, tutte le variabili di un programma C devono essere dapprima dichiarate

• Una dichiarazione stabilisce il tipo e il nomedi una o più variabili, come ad esempio: int numero;

• Il tipo di dato determina la natura della variabile, ovvero il modo in cui verrà trattata nelle successive operazioni



Variabili ed espressioni• L’istruzione

numero = numero * 20;

rappresenta di fatto la traduzione di due operazioni logiche distinte

• Dapprima viene valutata l’espressione a destra del segno =

• Il risultato di tale espressione è poi assegnatoalla stessa variabile numero, che viene dunque sovrascritta:

numero ← numero * 20;



Input e output formattato

• scanf () e printf () consentono di leggere e stampare dati formattati

• La funzione scanf () legge un dato dalla tastiera (lo standard input) e ne scrive il valore in una variabile (o locazione in memoria)

• Esse operano in modo diverso a seconda del tipo dei dati da manipolare (numeri interi, numeri floating point, stringhe di caratteri, singoli byte ecc.)

• L’input/output formattato in C è molto potente!



Funzioni e argomenti• Un metodo per comunicare dati alle funzioni

è quello di fornire ad esse una lista di valori, detti argomenti

• Le parentesi che seguono il nome della funzione racchiudono tale lista, come per:scanf ("%d", &numero);

• Esistono funzioni che non si aspettano argomenti: nell’esempio, main () ha la lista di argomenti vuota



Esempio: potenza.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>/* elevamento a potenza con moltiplicazioni successive */int main(){

int base, esponente, potenza, contatore;printf ("inserire base: ");scanf ("%d", &base);printf ("inserire esponente: ");scanf ("%d", &esponente);potenza = 1;contatore = 0;while (contatore < esponente){

potenza = base * potenza;contatore = contatore + 1;

}printf ("potenza = %d\n", potenza);return EXIT_SUCCESS;

}

struttura di controllo: ciclo while



Strutture di controllo• L’esempio precedente rappresenta una

possibile implementazione del calcolo dell’elevamento a potenza (esponente nonnegativo!)

• Il ciclo while è una struttura di controllo, il cui diagramma di flusso è:

Y

N



Strutture di controllo• Il costrutto: while (contatore < esponente){

potenza = base * potenza;contatore = contatore + 1;

}è un semplice ciclo iterativo

• Dapprima viene valutata la condizionecontatore < esponente

• Se tale espressione risulta vera, allora il blocco di istruzioni racchiuse tra le parentesi graffe viene eseguito e, alla fine, la condizione viene valutata di nuovo (iterazione)



Strutture di controllo

• Il ciclo while viene così ripetuto fino a che (while) la condizionecontatore < esponente è ancora vera

• Nell’esempio, le istruzioni interne al ciclo vengono eseguite un numero di volti pari al valore dell’esponente

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