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InformaticaC – CHI/MATGiovanni Agosta

Informatica C – CHI/MAT – p.1/78

Funzioni1. Sottoprogrammi

2. Funzioni e Procedure

3. Parametri formali e attuali

4. Dichiarazione ed uso di funzioni


Sottoprogrammi

� Problemi:

� Come evitare di riscrivere ogni volta lestesse parti di codice?

� Come estendere l’operatore meccanico inmodo che possa comprendere nuovicomandi?


Sottoprogrammi

� Problemi:

� Come evitare di riscrivere ogni volta lestesse parti di codice?

� Come estendere l’operatore meccanico inmodo che possa comprendere nuovicomandi?

� Risposta: definendo e usando deisottoprogrammi!


Sottoprogrammi

� Cos’è un sottoprogramma?

� È una unità di elaborazione autonoma, comeun programma, che può essere usata in altriprogrammi

� Nota: un programma, in C, è un casoparticolare di sottoprogramma

� Il programma è il sottoprogramma di nome“main”


FunzionieProcedureSi distinguono due tipi di sottoprogrammi:

� Funzione (pura): come in una funzionematematica, calcola un risultato in funzione diuno o più parametri

� Procedura: come in un programma, eseguedei comandi che hanno un effetto sullo statodell’operatore meccanico

In C, entrambi i tipi sono rappresentati dallo

stesso costrutto, la funzione (non pura, rispetto

alla definizione)


Dichiarazionedi FunzioneSintassi:<tipo> <nome-funzione> (<parametri-formali> ){<corpo della funzione>}

Esempio:int somma( int a, int b, int c ){return a+b+c;}


Parametriformali

� Nella dichiarazione di funzione, i parametriformali sono delle variabili i cui valori nonsono definiti all’interno della funzione, maprovengono dal programma chiamante

� Nella chiamata di funzione, i parametri formalivengono “sostituiti” da valori chiamatiparametri attuali

� I parametri formali sono dichiarati comevariabili, con tipo e nome, ma fra le parentesitonde all’inizio della dichiarazione invece chenel corpo della funzione


Chiamatadi funzioneSintassi:<nome-funzione> (<parametri-attuali> );

Esempio:int main() {printf("%d", somma(1,2,3));}


Parametriformali edattuali

� Nella chiamata della funzione somma, iparametri attuali 1, 2, 3 sostituiscono iparametri formali a, b, c

� I parametri attuali possono essere costanti ovariabili


Esempidi Funzioni

� Vediamo ora un esempio di funzione pura edun esempio di procedura

� In entrambi i casi, l’obiettivo delsottoprogramma è calcolare il risultatodell’elevamento di un numero (base) ad unapotenza (esponente):

��


Esempio(1): Funzionepuraint pow(int base, int esponente){int risultato=1;int i;for ( i=0; i<esponente; i++)risultato = risultato * base;return risultato;}


Commento(1)

� In questo esempio, usiamo un ciclo acontatore per calcolare la potenza come seriedi prodotti

� Questa funzione restituisce un risultato, e nonha altri effetti: è una funzione pura

� Questa funzione restituisce un risultatosignificativo solo se l’esponente è positivo!


Esempio(2): Proceduraint power(int base, int esponente){if (esponente<0){printf("Errore: esponente

negativo");return -1;}else return pow(base, esponente);}


Commento(2)

� In questo esempio, usiamo una funzionedefinita in precedenza per calcolare� ��

� Questa funzione restituisce un risultato, mapuò avere un effetto collaterale

� Restituisce un risultato significativo sel’esponente è positivo

� Stampa un messaggio d’errore (effettocollaterale) altrimenti

� Si tratta di una procedura


Funzionidi libreria

� Alcune funzioni di uso molto comune sonorese disponibili in librerie

� Una libreria è una raccolta di funzioni di usocomune

� Un esempio di funzione di libreria è printf


Funzionidi libreria: printfprintf( <format-string>, <parametri>)

� <format-string> è una stringa cherappresenta la parte “costante” del testo dastampare, e le posizioni in cui inserire i valoridei parametri

� Gli altri parametri possono essere numeri oaltre stringhe


Funzionidi libreria: scanfscanf( <format-string>, <parametri>)

� Salva i valori letti dalla tastiera in variabilipassate come parametri

� La stringa di formato rappresenta il formatodella stringa da leggere

� I parametri in questo caso sono solo variabili(non costanti)

� I parametri sono preceduti da un carattere ’&’

� Vedremo il significato di questo ’&’ in seguito


Esempio:scanf & printf

int main(){int a, b;int res;printf("Base: ");scanf("%d

�

n", &a);printf("Esponente: ");scanf("%d", &b);res=power(a, b);if (res>=0)printf("Pow = %d

�

n", res);}


Includerele librerieRicordate di includere le librerie!#include <stdio.h>#include <math.h>#include "mylib.h"

� Alcuni compilatori includonoautomaticamente le librerie standard (adesempio stdio.h)

� La libreria stdio.h comprende le funzioniprintf e scanf

� La libreria math.h comprende funzioni di tipomatematico


Includerele librerieLa libreria math.h comprende funzioni di tipomatematico come:

� double pow(double x, double y):elevamento a potenza � �

� double log(double x): logaritmonaturale

� � � � �

� double sqrt(double x): radice quadrata�� double sin(double x): seno � � � � �

� double cos(double x): coseno ��


Programmareconle funzioniIn questa seconda parte della lezione, svolgiamoalcuni esercizi sugli argomenti finora trattati:

� Strutture di controllo

� Array

� Funzioni

� Funzioni di libreria


Mediadi unvettore

� In primo luogo, torniamo su un esempio giàvisto

� Calcoliamo la media di un vettore dielementi, con costante


Esempio(1)

�� array-funzioni.c� Esempio di operazione su un array: calcolo della media�

� Esegue lo stesso insieme di operazioni di array2.c,� ma le suddivide in diverse funzioni� �

#define N 10


Esempio(2)int leggi(int vettore[ ], int n) {

int i;� � Legge dalla tastiera dieci numeri, e li salva in �

� ’vettore’; scanf una funzione di libreria � �

for (i=0; i �n-1; i++) {scanf("%d

�

n", &vettore[i]);}scanf("%d", &vettore[n-1]);return 0;

}


Esempio(3)int somma(int vettore[ ], int n) {

int i, somma=0;� � Calcola la somma dei 10 valori in ’vettore’ � �

for (i=0; i �n; i++)somma = somma + vettore[i];

return somma;}

float media(int vettore[ ], int n) {� � Calcola la media dei valori, dividendo per 10 � �

return ((float ) somma(vettore,n))

�

((float ) n);}


Esempio(4)int main(){ � � Dichiara un vettore di 10 interi, non inizializzato � �

int vettore[N];

� � Leggi i dieci valori dalla tastiera� �

leggi(vettore, N);

� � Stampa la media dei valori dell’array � �

printf("Media: %f

�

n", media(vettore, N));return 0;

}


Somma/differenzadi vettoriVogliamo costruire un programma che:

� Legge due vettori di elementi dalla tastiera

� Legge un operatore (’+’ o ’-’) dalla tastiera

� Calcoliamo e stampa la somma o ladifferenza fra i due vettori


Esempio(1)

�� array3.c� Somma e differenza di array�

� Richiede in input due array, e permette di eseguire� le operazioni di somma e differenza� �

#define N 10


Esempio(2)int leggi(int vettore[ ], int n) {

int i;� � Legge dalla tastiera N numeri, e li salva in �

� ’vettore’; scanf una funzione di libreria � �

printf("Inserisci un vettore di %delementi:

�

n", n);for (i=0; i �n-1; i++) {

scanf("%d

�

n", &vettore[i]);}scanf("%d", &vettore[n-1]);return 0;

}


Esempio(3)int somma(int v1[ ], int v2[ ], int n) {

int i, somma=0;� � Calcola la somma di v1 e v2 e la salva in v2 � �

for (i=0; i �n; i++)v1[i] = v1[i] + v2[i];

return somma;}


Esempio(4)int differenza(int v1[ ], int v2[ ], int n) {

int i, somma=0;� � Calcola la differenza di v1 e v2 e la salva in v1 � �

for (i=0; i �n; i++)v1[i] = v1[i] - v2[i];

return somma;}


Esempio(5)int main(){ � � Dichiara due vettori di 10 interi � �

int vett1[N];int vett2[N];char op[10];int i;

� � Leggi i dieci valori dalla tastiera� �

leggi(vett1, N);leggi(vett2, N);


Esempio(6)

� � Chiede una operazione da eseguire � �printf("Inserisci un operatore:

�n");

scanf("%s", op);

�� Chiamata di funzione, legge un �

� carattere dalla tastiera � �


Esempio(7)switc h (op[0]) {

�� Switch: variabile di test � �case ’ ’ : printf("v1 v2 � [ ");

somma(vett1, vett2, N);for (i=0; i �N-1; i++)

printf("%d, ", vett1[i]);printf("%d ]

�n", vett1[N-1]);

break ;

�� Case: espressione di confronto �

� e comando relativo � �


Esempio(8)case ’-’ : printf("v1-v2 � [ ");

differenza(vett1, vett2, N);for (i=0; i �N-1; i++)

printf("%d, ", vett1[i]);printf("%d ]

�

n", vett1[N-1]);break ;

�� Case: espressione di confronto �

� e comando relativo � �


Esempio(9)default : printf("Operatore non

accettato!

�

n");�� Default: esprime un caso che si�� applica quando nessuno dei �� precedenti applicabile � �

} � � Chiede una operazione da eseguire � �

return 0;}


Strutturedati complesse1. Tipi di dato elementari

2. Vettori

3. Matrici

4. Strutture o record

5. Costruzione di nuovi tipi


Vettori

� I vettori (o array) rappresentano insiemiordinati di elementi dello stesso tipo

� Possono rappresentare sequenze di numeri,vettori, e altri insiemi dello stesso tipo

� Possiamo rappresentare in qualche mododelle matrici?


Vettori

� I vettori (o array) rappresentano insiemiordinati di elementi dello stesso tipo

� Possono rappresentare sequenze di numeri,vettori, e altri insiemi dello stesso tipo

� Possiamo rappresentare in qualche mododelle matrici? Sì!


Matrici (1)

� Una matrice può essere considerata come uninsieme ordinato di vettori (ad esempio le suerighe):

�"!$# ! �!$# % & & & �"!$# '

� %# ! � %# % & & & � %# '... ... . . . ...

� � # ! � � # % & & & � � # '((( �

) �"!$# ! �!$# % & & & �"!$# ' *

) � %# ! � %# % & & & � %# ' *

) ... ... . . . ...

*

) � � # ! � � # % & & & � � # ' *


Matrici (2)

� Supponiamo allora di avere una matrice :

�

�+!$# ! �!$# % & & & �+!$# '

� %# ! � %# % & & & � %# '

... ... . . . ...

� � # ! � � # % & & & � � # '(((


Matrici (3)

� Rappresentiamo sotto forma di insieme divettori:

�,

-.-.--/-.-.0

! � ) �!$# ! �! # % & & & �+!$# ' *

! � ) � %# ! � %# % & & & � %# ' *

...

) ... ... . . . ...

*

� � ) � � # ! � � # % & & & � � # ' *

� Allora, possiamo dire che:� ) ! % & & & � * 1


Matrici (4)Vediamo come tutto questo si traduce in C:

� Ciascun 2 è un array (di float, ad esempio)

� è a sua volta un array, ma non un array dinumeri

� è un array di array, ovvero un arraymultidimensionale


Array Multidimensionali(1)Sintassi:<tipo> <nome-variabile> ’[’<dimensione1> ’]’ ...’[’<dimensioneN> ’]’

Esempi:int matrice[7][7];float floatcube[10][6][11];


Array Multidimensionali(2)

� Accedere ad un array multimensionali

int matrice[7][7];...a = matrice[2][1]; ...matrice[3][6] = ...


Lavorareconle matriciCosa possiamo fare con le matrici

� Input e output, naturalmente!

� L’input è simile a quello dei vettori

� L’output deve essere organizzato in mododa essere comprensibile

� Operazioni su matrici

� Somma, differenza

� Trasposizione


Esempio:Sommadi Matrici (1)

�� matrix.c� Esempio di operazione su matrici: calcolo della somma�

� Questo esercizio mostra non solo il meccanismo per� eseguire operazioni aritmetiche su matrici, ma anche la� lettura e la stampa di matrici.� �

#include

�

stdio.h

3

#define N 10#define OK 0


Esempio:Sommadi Matrici (2)int mprint(int matrix[N][N]) {

int i,j;for(i=0; i �N; i++) {

�� Ciclo esterno (righe) � �

for (j=0; j

�

N; j++)

�� Ciclo interno (colonne) � �

�� Stampa il numero considerato allineato a 3 �

� caratteri: ad esempio ’ 3’, ’ 12’, ’123’ � �

printf("%3d ", matrix[i][j]);�� A capo a fine riga (lascia una riga vuota) � �

printf("

�

n

�

n");4

return OK;

�� valore di ritorno convenzionale � �

4


Esempio:Sommadi Matrici (3)int mread(int matrix[N][N]) {

int i,j,c;printf("Inserire una matrice:

�n");

for(i=0; i �N; i++)for(j=0; j �N; j++){

scanf("%d", &c);matrix[i][j]=c;

}return OK;

}


Esempio:Sommadi Matrici (4)int somma(int d[N][N], int a[N][N], int b[N][N]) {

int i,j;� � Somma di matrici: �

� d ij � a ij b ij � �

for(i=0; i �N; i++)

�� righe � �for(j=0; j �N; j++)

�� colonne � �

d[i][j]= a[i][j]+b[i][j];� � valore di ritorno convenzionale � �

return OK;}


Esempio:Sommadi Matrici (5)int main() {

int in1[N][N];int in2[N][N];int out[N][N];

mread(in1);

�� lettura della 1a matrice � �

mprint(in1);

�� stampa della 1a matrice � �

mread(in2);

�� lettura della 2a matrice � �

mprint(in2);

�� stampa della 2a matrice � �


Esempio:Sommadi Matrici (6)somma(out, in1, in2);

�� calcolo della somma � �

printf("Somma:

�

n");mprint(out);

� � stampa del risultato � �return OK;

�� valore convenzionale � �}


Calcolodellamatricetrasposta

�

�5!$# ! �!$# % & & & �5!$# '

� %# ! � %# % & & & � %# '... ... . . . ...

� � # ! � � # % & & & � � # '(((

1 �

�! # ! � %# ! & & & � � # !

�! # % � %# % & & & � � # %

... ... . . . ...

�5!$# ' � %# ' & & & � '# �(((


Esempio:Trasposizione(1)

�� matrix2.c� Esempio di operazione su un matrici: trasposizione�

� �

#include

�

stdio.h

3#define N 10#define OK 0


Esempio:Trasposizione(2)int T(int ta[N][N], int a[N][N]) {

int i,j;� � Traspozione di matrici: �

� d ij � a ji � �

for(i=0; i �N; i++)

�� righe � �for(j=0; j �N; j++)

�� colonne � �

ta[i][j]= a[j][i];� � valore di ritorno convenzionale � �

return OK;}


Esempio:Trasposizione(3)int main() {

int in[N][N];int out[N][N];

mread(in);

�� lettura della matrice � �

mprint(in);

�� stampa della matrice � �

T(out, in);

� � calcolo della trasposta � �

printf("Trasposta:

�

n");mprint(out);

� � stampa del risultato � �

return OK;�� valore convenzionale � �

}



2. Vettori

3. Matrici




Strutture

� Gli array (mono- o multi-dimensionali)permettono di rappresentare sequenze dielementi dello stesso tipo

� Come possiamo rappresentare insiemi dielementi di tipo diverso?

� Ma soprattutto, ci servono questi insiemi?


Strutture

� Gli array (mono- o multi-dimensionali)permettono di rappresentare sequenze dielementi dello stesso tipo

� Come possiamo rappresentare insiemi dielementi di tipo diverso? con le Strutture

� Ma soprattutto, ci servono questi insiemi?Sì


Insieminonomogenei

� A che cosa può servire un insieme nonomogeneo (ovvero con elementi di tipodiverso fra loro)?

A rappresentare oggetti complessi, adesempio:

� Una data: October 25, 2004

� L’anagrafica di una persona: <"Giovanni","Agosta", 28, "Dicembre", 1975>

� Coordinate:67 89 : ;

� . . .


Dichiarazionedi StruttureSintassi:struct ’{’<tipo1> <identificatore> ’;’...<tipoN> <identificatore> ’;’} <nome-variabile>

Esempi:struct {char[20] nome;int anno_di_nascita;} persona;


Accessoai campi

� A differenza degli array, i valori contenuti inuna struttura non sono individuati attraversoun numero

� Ogni valore (o campo) della struttura èindividato dall’identificatore associato:

persona.anno_di_nascita = 1975;...printf("%c", persona.nome[0]);


Esempio:DataVediamo un semplice esempio:

� Una data è rappresentata da tre interi

Usiamo comunque una struttura, perchè:

� I tre valori non sono realmente dello stessotipo

� Infatti si tratta di intervalli diversi sugli interi:� � < � � = )?> @ > *

� � � = )?> > 9 *

� � � = )BA *


Esempio:Data(1)int main(){

struct {unsigned shor t int giorno;unsigned shor t int mese;int anno;

} data;

int c;


Esempio:Data(2)printf("Giorno: ");scanf("%d",&c);data.giorno = c;printf("Mese: ");scanf("%d",&c);data.mese = c;printf("Anno: ");scanf("%d",&c);data.anno = c;printf("Data � %d/%d/%d �

n", data.giorno,data.mese, data.anno);}



2. Vettori

3. Matrici




Definizionedi tipi

� Vediamo come possiamo definire un nuovotipo

Sintassi:typedef <definizione-di-tipo> <nome>

Esempi:typedef unsigned long int naturale;...naturale n = 10;


Tipi enumerativiSintassi:enum ’{’ <etichetta>, ...<etichetta>’}’

Esempi:typedef enum { FALSO, VERO }booleano;


Esempiocompleto:Datav.2

� In questa lezione, abbiamo visto:

� Come dichiarare nuovi tipi

� Come dichiarare tipi enumerativi

� Come usare il costruttore struct

� Riprendiamo l’esempio della data, alla luce diqueste nuove conoscenze


Esempio:Datav.2 (1)

�� struct.c� Esempio di uso di strutture, definizioni di tipo� e tipi enumerativi�

� Questo programma mostra come dichiarare ed usare� variabili appartenenti a tipi definiti dall’utente.� �

#include

�

stdio.h

3

�� Dichiarazione di un valore non valido per i giorni � �

#define NON_VALIDO 0


Esempio:Datav.2 (2)

�� typedef e’ la parola chiave per definire nuovi �� tipi, qui la usiamo per introdurre un nome piu’ �� breve per ’unsigned short int’. � �typedef unsigned shor t int t_giorno;

�� Definizione del nuovo tipo ’mesi’, in cui i mesi �� hanno valori di questo tipo: GEN � �1, FEB � �2, etc. �

� Notate che NONE, pari a 0, e’ inserito per fare si’�� che i mesi inizino da 1 piuttosto che da 0. � �

typedef enum { NONE, GEN, FEB, MAR, APR,MAG, GIU, LUG, AGO, SET, OTT, NOV, DIC }mesi;


Esempio:Datav.2 (3)

�� Definizione del nuovo tipo ’data’, in cui si puo’ �� salvare una data sotto forma di

�

giorno,mese,anno

3 �

� definiti in modo opportuno. � �

typedef struct _data {t_giorno giorno;mesi mese;int anno;

} data;


Esempio:Datav.2 (4)

�� Funzione che legge e restituisce una data. � �data leggi_data() {

int c;� � Dichiarazione di variabile di tipo ’data’ �� Inizializziamo tutti i campi con valori non �

� definiti (NON VALIDO; NONE), eccetto l’anno � �

data la_data = { NON_VALIDO, NONE, 0 };


Esempio:Datav.2 (5)

� � Continua a chiedere un valore finche’ non ne �

� viene inserito uno accettabile � �

while (la_data.giorno==NON_VALIDO) {printf("Giorno: ");scanf("%d",&c);�� verifiche di correttezza dei valori inseriti � �

if (c � 1 C C

c 3 31)la_data.giorno = NON_VALIDO;

elsela_data.giorno = c;

}


Esempio:Datav.2 (6)while (la_data.mese==NONE) {

printf("Mese: ");scanf("%d",&c);if (c � GEN

C C

c 3 DIC)la_data.mese = NONE;

elsela_data.mese = c;

}printf("Anno: ");scanf("%d",&c);la_data.anno = c;return la_data;

}Informatica C – CHI/MAT – p.76/78

Esempio:Datav.2 (7)int stampa_data(data la_data) {� � verifiche di correttezza dei valori dei parametri � �

if (la_data.giorno == NON_VALIDOC C

la_data.mese == NONE) {printf("Errore, data non valida!

�

n");return -1;

�� Valore convenzionale: ’errore’ � �

}else {

printf("Data � %d/%d/%d �

n",la_data.giorno, la_data.mese, la_data.anno);

return 0;�� Valore convenzionale: ’corretto’ � �

}


Esempio:Datav.2 (8)

�� Funzione principale: legge e stampa una data � �

int main(){data oggi;oggi = leggi_data();return stampa_data(oggi);

}


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