1

Il linguaggio C

Notate che ...

2

Il C è un linguaggio a blocchi

int main (void) {

}

blocco

3

Il C è un linguaggio a blocchi (2)Non è possibile mischiare dichiarazioni e comandi !

int main (void) {

}

Dichiarazione di variabililocali

Comandi

4

Variabili non inizializzateLe variabili non inizializzate non producono nessun errore!!!!

int main (void) {

/* ed esempio …. */

int min, max, out;

min = max * out;

…

}

Controllate sempre di aver inizializzato le variabiliprima del loro uso!

5

E se non me lo esegue?

Se avete cercato di eseguire a.out e non ci riuscite:$$ a.out

6

E se non me lo esegue?(2)Se avete cercato di eseguire un file eseguibile e non ci siete riusciti:

$$ a.out

bash:command not found

Significa che la variabile di ambiente PATH non contiene la directory corrente quindi usate il path completo$$ ./a.out

7

E se non me lo esegue?(3)Se avete cercato di eseguire un file eseguibile e non ci siete riusciti:

$$ a.out

bash:command not found

Per settare il PATH– bash

$$ export PATH=$PATH:.– csh e tcsh

$$ setenv PATH=${PATH}:.

8

Informazioni sulle funzioni di libreria

Usare la sezione 3 dei manuali in linea, es:$$ man 3 printf

9

Informazioni sulle funzioni di libreria (2)

NAME

printf

SYNOPSIS

#include <stdio.h>

int printf(const char* format,…);

DESCRIPTION

…… cosa fa

EXAMPLES

…… esempi di uso

SEE ALSO

… … altre funzioni simili

10

Le FAQAlla pagina

www.di.unipi.it/~susanna/LPS/FAQ.htm

Trovate le domande e risposte più comuni

11

Il linguaggio C

Tipi di dato, costanti, operatori (parte1)

12

I tipi di dato primitivi• Interi : short, int, long,

– 2,4,8,16 byte (dipende dalla implementazione)

– segnaposto •%d rappresentazione decimale•%x,%o rappresentazione esadecimale o ottale

– costanti intere : 1, -2, 4565– La funzione predefinita sizeof() fornisce la lunghezza in byte di un qualsiasi tipo o variabile C

• es. sizeof(int)

13

I tipi di dato primitivi (2)

• Caratteri : – char, 1 byte, cod. ASCII, segnaposto %c– costanti carattere : `a`, `b`, `c`– i caratteri sono visti da C come interi un po’ speciali : è possibile operare sui caratteri con le normali operazioni su interi

– es: char c = `a`;

c++;

putchar(c); /* ???? */

14

I tipi di dato primitivi (3)• Reali :

– float, double, long double– 4,8,16 byte, – rappresentazione in virgola mobile– segnaposto :

• stampa (es. printf()) %f, %lf • lettura (es. scanf()) %f (float) , %lf (double), %Lf (long double),

15

I tipi di dato primitivi (4)• Libreria matematica (libm)

– fornisce tutte le più comuni operazioni matematiche per operare sui reali • es. sqrt()

– per utilizzarla includere il file•#include <math.h>

– compilare con gcc … … … -lm

effettua il link esplicito della libreria

16

I tipi di dato primitivi (5)• Non esistono i tipi byte e bool !!!• Le stringhe sono rappresentate come array di caratteri.• signed/unsigned

– modificatore per i tipi interi e caratteri – permette di scegliere fra la rappresentazione di soli interi positivi (es 0-255 su un byte) o quella in complemento a due (es -128,+127)

• es. unsigned int, signed char

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I tipi di dato primitivi (6)• limits.h

– contiene macro che definiscono i massimi ed i minimi numeri rappresentabili per tutti i tipi– es. INT_MIN, INT_MAX – per utilizzarli includere il file limits.h

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I tipi di dato primitivi (7)• Conversioni fra tipi diversi :

– sono automatiche in C

– posso scrivere espressioni con operandi di tipo diversoint a=0; float b, r=3.1;

b = a + r;

– di solito viene convertito tutto nel tipo più accurato, le regole p.115 nel testo KP

– conversioni espliciter =(float) a / b

19

Il linguaggio C

Funzioni

20

Funzioni C• Le funzioni C sono l’unico modo per strutturare i programmi e non si possono annidare• Non esistono le procedure• Non esistono i metodi• Dichiarazione di funzioni :

– descrive il prototipo della funzione ovvero: nome della funzione, il tipo del valore restituito ed il tipo di tutti gli argomenti utilizzati

21

Funzioni C (2)• Dichiarazione di funzioni :

– es: prototipo della funzione di somma di due interi

int somma (int, int);

oppure

int somma (int x, int y);

x, y sono inutili, ma vengono convenzionalmente specificati per documentazione

22

Funzioni C (3)• Definizione di funzioni :

– la definizione di una funzione è divisa fra :• una intestazione (head) che fornisce il prototipo della funzione a i nomi per i parametri formali, ed• un corpo (body) che specifica le azioni da compiere

– es:

int somma (int x, int y) {

return (x + y);

}

intestazione

23

Funzioni C (4)• Definizione di funzioni :

– la definizione di una funzione è divisa fra • una intestazione (head) che fornisce il prototipo della funzione a i nomi per i parametri formali, ed• un corpo (body) che specifica le azioni da compiere

– es:

int somma (int x, int y) {

return (x + y);

}

corpo

24

Funzioni C (5)

• La dichiarazione o la definizione di una funzione deve sempre precedere il suo uso!– Vedimo la tipica struttura di un programma C (unico file):

25

Funzioni C (5.1)/* direttive al preprocessore */

#include …

#define …

/* dichiarazioni di varibili globali*/

int k;

/* dichiarazione di funzioni (prototipi)*/

int somma (int x, int y);

int main (…) {… somma(4,5); … }

/* definizione di funzioni */

int somma (int x, int y) {….}

26

Esempio di funzione#include <stdio.h>

int max (int a, int b);

int main (void){ printf(“Il massimo è %d \n”, max(10,2)); return 0;}

int max (int a, int b) { int tmp; tmp = (a < b)? b : a return tmp; }

27

Funzioni C (6)• Tutti i parametri sono passati per valore

– una copia viene messa sullo stack all’atto della chiamata– la copia viene rimossa qundo la funzione termina e non è più accessibile

• Scope delle variabili:– Il corpo di una funzione contiene le variabili locali

• sono allocate sullo stack,• sono accessibili solo a quella funzione • perdono il valore fra un’invocazione e l’altra

28

Esempio di funzione (.1)

#include <stdio.h>

int max (int a, int b); int main (void){ printf(“Il massimo è %d \n”, max(10,2)); return 0;}

int max (int a, int b) { int tmp; tmp = (a < b)? b : a return tmp; /* definizione */}

Parametri attualicopiati sullo stack

29

Esempio di funzione (.2)

#include <stdio.h>

int max (int a, int b); int main (void){ printf(“Il massimo è %d \n”, max(10,2)); return 0;}

int max (int a, int b) { int tmp; tmp = (a < b)? b : a return tmp; /* definizione */}

Variabili localisullo stack

30

Esempio di funzione: il frame (.3)

printf(“Il massimo è %d \n”, max(10,2));XX: return 0;}

int max (int a, int b) { int tmp; tmp = (a < b)? b : a return tmp; }

stackstack

31

Esempio di funzione: il frame (.4)

printf(“Il massimo è %d \n”, max(10,2));XX: return 0;}

int max (int a, int b) { int tmp; tmp = (a < b)? b : a return tmp; }

2

10

XX

stackstack

32

Esempio di funzione: il frame (.5)

printf(“Il massimo è %d \n”, max(10,2));XX: return 0;}

int max (int a, int b) { int tmp; tmp = (a < b)? b : a return tmp; }

2

10

XX

stackstack

676186815&tmp

33

Esempio di funzione: il frame (.6)

printf(“Il massimo è %d \n”, max(10,2));XX: return 0;}

int max (int a, int b) { int tmp; tmp = (a < b)? b : a return tmp; }

2

10

XX

stackstack

10&tmp

34

Esempio di funzione: il frame (.7)

printf(“Il massimo è %d \n”, max(10,2));XX: return 0;}

int max (int a, int b) { int tmp; tmp = (a < b)? b : a return tmp; }

stackstack

35

Funzioni C (7)• Scope delle variabili (cont.) :

– Le variabili globali sono variabili dichiarate al di fuori delle funzioni • sono accessibili all’interno di tutte le funzioni• sono allocate nell’area dati e vengono deallocate solo alla terminazione del programma

– Le globali sono sconsigliate a meno di casi motivati!• Devono essere sempre adeguatamente documentate

36

Esempio di funzione #2/* un esempio di var globale */#include <stdio.h>int max (int a, int b); int k = 0; /* var globale */

int main (void){ printf(“Il massimo è %d \n”, max(10,2)); printf(“Il valore di k è %d \n”, k); return 0;}

int max (int a, int b) { k = k + 1; /* side effect */ return (a < b)? b : a ;}

37

> maxIl massimo è 10Il valore di k è 1

Esempio di funzione #2 (.1)• Risultato esecuzione

38

Funzioni C (8)• Scope delle variabili (cont.) :

– Le variabili statiche locali (static) • sono accessibili all’interno della funzione che le dichiara• mantengono il valore fra una invocazione e l’altra

39

Esempio di funzione #3/* un esempio di var statica */#include <stdio.h>

int max (int a, int b); int main (void){ printf(“Il massimo è %d \n”, max(10,2)); /*k non è più accessibile fuori da max*/ return 0;}

int max (int a, int b) { static int k = 0; k++; printf(“Il valore di k è %d \n”, k); return (a < b)? b : a ;}

40

> maxIl valore di k è 1Il massimo è 10

Esempio di funzione #3 (.1)• Risultato esecuzione (lo stesso di prima)

41

Funzioni C: commenti• La nostra convenzione per i commenti per dichiarazioni e definizioni

– usa le stesse categorie viste a Metodologie Programmazione, con sintassi un po’ diversa/* @description -- somma due interi

@param x -- significato del parametro

@require -- (opz) condizioni sui parametri es. x positivo)

@return x -- descriz valore restituito (if any)

@modify -- decrizione effetti su variabili globali, array etc*/

42

Funzioni C: commenti (esempio)/* @description -- somma due interi

@param a -- intero

@param b -- intero

@return x -- la somma

@modify -- incrementa k, globale*/

int max (int a, int b) {

k = k + 1;

return (a < b)? b : a ;

}

43

Funzioni C: commenti (esempio) (.1)/* @description -- max di due interi

@param a -- intero

@param b -- intero

@return x -- la somma

@modify -- incrementa k, globale*/

int max (int a, int b) {

extern int k;

k = k + 1;

return (a < b)? b : a ;

}

44

Il linguaggio C

Tipi di dato, costanti, operatori (parte2)

45

I valori booleani• Rappresentazione dei valori booleani in C :

– non esiste il tipo bool!– sono rappresentati con int– 0 rappresenta FALSO, qualsiasi valore != 0 rappresenta VERO

• es. 456 viene interpretato come VERO • es.

if (4) printf(“VERO”);

è un condizionale con condizione legale e sempre vera, che quindi stampa sempre VERO sullo schermo.

46

Gli operatori di confronto• ==, !=, (uguale, diverso)

– definiti sui tipi base e sulle struct– se usati con gli array confrontano solo il puntatore al primo elemento– lo stesso vale con le stringhe

• <, <=, >, >= – definiti sui tipi base (numerici)– per le stringhe si usano funzioni di libreria (es. strcmp(), strncmp())

• restituscono sempre un valore di tipo int

47

Gli operatori booleani• && (and), || (or), ! (not)

– valore : 0 se sono falsi e 1 se sono veri

– restituscono un valore di tipo int

• operatori bit a bit : & (and), | (or), ^ (xor), << (lshift), >> (rshift), ~ (complemento)– es.

1 << 3 // maschera con 1 in terza posizione

a = a & ~ (1 << 3 ) // azzera il quarto bit di a

48

Es operatori bit-a-bit • a = a & ~ (1 << 3 )

0 0 0 0 0 0 0 1

05 4 3 2 167

49

Es operatori bit-a-bit (2)• a = a & ~ (1 << 3 )

0 0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 0 1 0 0 0

50

Es operatori bit-a-bit (3)• a = a & ~ (1 << 3 )

0 0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 0 1 0 0 0

1 1 1 1 0 1 1 1

51

Es operatori bit-a-bit (4)• a = a & ~ (1 << 3 )

0 1 0 1 1 1 0 1

1 1 1 1 0 1 1 1

52

Es operatori bit-a-bit (5)• a = a & ~ (1 << 3 )

0 1 0 1 1 1 0 1

1 1 1 1 0 1 1 1

1

53

Es operatori bit-a-bit (6)• a = a & ~ (1 << 3 )

0 1 0 1 1 1 0 1

1 1 1 1 0 1 1 1

0 1

54

Es operatori bit-a-bit (7)• a = a & ~ (1 << 3 )

0 1 0 1 1 1 0 1

1 1 1 1 0 1 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1Nuovo valore di a

Abbiamo azzerato il bit 3

55

Selezionare l’n-esimo bit di un interoint bitn (int c, int n){

if (((1<<n) & c)!= 0)

return 1;

else

return 0;

}

0 1 0 1 1 1 0 1

0 0 0 1 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0

n

1<<n

(1<<n) & c

56

Stampare i K bit meno significativi di un intero

void bitstampa (int c){

int i;

for (i=0; i<K; i++)

if (bitn(c,K-1-i)!= 0)

printf(”1”);

else

printf(”0”);

}

57

Gli array• Aggregati di variabili dello stesso tipo :

– dichiarazione (array statici):

int a[4];

– gli indici partono da 0– non viene effettuato nessun controllo sugli indici nell’accesso : se cerco di accedere a a[15]il compilatore non dà errore ed in fase di esecuzione il risultato dipende dal contenuto della memoria adiacente ad a

1 3 7 8

a[1]

0 1 2 3 posizione

valore

58

Le stringhe• Sono array di caratteri terminati da ´\0´

– dichiarazione :

char parola[8]=“mango”; – permette di memorizzare una qualsiasi parola di al più 7 caratteri (l’ottavo serve per il terminatore)– è inizializzata con la parola “mango”– string.h fornisce tutte le più comuni funzioni per manipolare stringhe

59

Le strutture (record)• Aggregati di variabili di tipo diverso

– dichiarazione di una nuova struttura: struct studente {

char nome[40];

char cognome[40];

double voto;

} ;

– dichiarazione di variabili di tipo struttura :

struct studente x;

struct studente classe[140];

60

Le strutture (record) (2)• Ridenominazione tipi :

typedef tipo nome;– es :

typedef int Intero;

Intero nome[40]; – es :

typedef char stringa40[41];

stringa40 nome;

61

Le strutture (record) (3)• Ridenominazione tipi :

typedef struct { char nome[40];

char cognome[40];

double voto;

} studente ;

– così si può eliminare struct dalle dichiarazioni

studente x;

studente classe[140];

62

Le strutture (record) (4)• Ridenominazione tipi :

typedef struct studente { char nome[40];

char cognome[40];

double voto;

} studente ;

– così si può eliminare struct dalle dichiarazioni

studente x;

studente classe[140];

Opzionale(serve per i tipi ricorsivi)

63

Le strutture (record) (5)• Accesso ai campi :

– tramite l’operatore punto (.)– es :

studente x;

studente classe[140];

classe[i].nome = x.nome;

64

I tipi enumerati• Rappresentano insiemi finiti:

– giorni: lunedi, martedi, …– mesi: gennaio, febbraio, …– bool: true, false.

• Associano un identificatore (costante) ad ogni elemento dell’insieme• Sono rappresentati con degli interi

– .. Ma il compilatore controlla che le funzioni siano chiamate con il tipo giusto (type checking)

65

I tipi enumerati (2)• Esempio:

enum giorni {lun,mar,mer,gio,ven,sab,dom};

enum giorni x; /* dichiarazione */

x = lun;

…

– Si può evitare di ripetere enum con un typedef – I valori interi assegnati partono da 0 :

•lun == 0,mar == 1,mer == 2,…

66

I tipi enumerati (3)• Esempio:

typedef enum {true = 1, false = 0} bool;

bool trovato; /* dichiarazione */

trovato = false;

…

– Si possono scegliere i valori interi assegnati ad ogni elemento

67

I tipi union • Nei tipi union più valori di tipi diversi condividono la stessa zona di memoria

– noti anche come record con varianti – Esempio:

union numero {

int intero;

long double reale;

struct complex complesso;

};

– solo uno dei tre viene memorizzato ogni volta

68

I tipi union (2)union numero {

int intero; /* 4 byte */

long double reale; /* 8 byte */

struct complex complesso; /* 16 byte */

};

union numero n;

• … in memoria ...

&n 16 byte

69

I tipi union (3)union numero {

int intero; /* 4 byte */

long double reale; /* 8 byte */

struct complex complesso; /* 16 byte */

};

union numero n;

/* specifico come interpretare n */

n.intero = 5;

0 0 0 5

&nParte significativa

70

I tipi union (4)• Uso tipico:

– in una struct che contenga (oltre alla union) un campo ‘tipo del valore’

typedef enum {INT,REAL,COMPLEX} numtyp;

struct numero {

numtyp tipo;

union {/* union anonima */

int intero;

long double reale;

struct complex complesso; } };

71

I tipi union (5)• Uso tipico: (cont.)

struct numero x ;

…

switch (x.tipo) {

case INT : ….

x.intero = ...;

case REAL: ….

X.reale = ...;

case COMPLEX: ….

X.complesso = ...;

…..