Puntatori - PoliTo

5/14/2018 Puntatori - PoliTo - slidepdf.com

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I puntatori

Ver. 2.4

© 2010 - Claudio Fornaro - Corso di programmazione in C

2

Puntatore E’ una variabile che contiene l’indirizzo di

memoria di un oggetto (variabile o costante) Esempiop è un puntatore e “punta” alla variabile x che inquesto esempio ha indirizzodi memoria A55)

int x=12;

12x:A55

p

A55 A55

...

...

...

...

12

A50

A51

A52

A53

A54

A55

p

x

3

Definizione Sintassi

tipo *nomeVariabile;

Esempiint *punt;

char x, *p, *q, y;

x e y sono variabili di tipo char

p e q sono variabili di tipo puntatore-a- char

4

Assegnazione Ad un puntatore si possono assegnare solo

indirizzi di memoria o il valore NULL che indicache il puntatore non punta a nulla

La costante 0 in un contesto dove è atteso unpuntatore (inizializzazione e assegnamento diun puntatore, confronto con un puntatore)viene convertita in NULL dal compilatore

L’ operatore di indir izzo ‘&’ (“ampersand”)calcola l’indirizzo di memoria di una variabile

(si dice che ne restituisce il puntatore)int *p = &x; inizializza p con l’indirizzo di xp = &y; assegna a p l’indirizzo di y



5

Utilizzo Si accede all’oggetto puntato da un puntatore

per mezzo dell’operatore ‘* ’ dettooperatore di deriferim ento (“dereference”)o di indirezione (“indirection”)

int x=12, *p = &x; p “punta a” x*p = 24; x ora vale 24 *p += 6; x ora vale 30

p è il puntatore*p è l’oggetto puntato (qui è x)

Si noti che la sintassi per indicare l’oggettopuntato e quella della definizione del puntatoresono identiche: *p

6

Utilizzo Sia p sia *p sono L-value modificabili , ossia

sono un “qualcosa” (variabile, elemento divettore, …) a cui si può assegnare un valore

L’operatore ‘*’ ha priorità superiore a quelladegli operatori matematicix = 6 * *p; equivale a: x = 6 * (*p);

Per visualizzare il valore di un puntatore sipuò utilizzare la direttiva %p in una printf

7

Tipi e puntatori L’informazione relativa al tipo è necessaria per

permettere ai puntatori di conoscere ladimensione dell’oggetto puntato (usata

nell’aritmetica dei puntatori) Poiché oggetti di tipo diverso possono avere

dimensione diversa, l’assegnazione trapuntatori di tipo diverso è in genere errata e ilcompilatore genera un warningint *p, x=12;long *q, y=26;

p = &x; OK! q = &y; OK! q = p; NO! Warning q = &x; NO! Warning

8

Puntatori a void Sono puntatori generici e non possono essere

dereferenziati (non si può scrivere *p),

possono essere utilizzati solo come contenitori temporanei di valori di tipo puntatore (aqualsiasi tipo)void *h;

Non serve il cast (void *) per copiare unpuntatore non-void in un puntatore void

h = p; (supponendo ad esempio int *p )

Qualsiasi tipo di puntatore può essereconfrontato con un puntatore a void

NULL è definito come: (void *)0



9

Puntatori a void Per dereferenziare il valore di un puntatore avoid è necessario assegnarlo ad un puntatoreal tipo appropriato (non void) per poterconoscere la dimensione dell’oggetto puntato

Può essere necessario il cast (tipo *) percopiare un puntatore void in un puntatorenon-void (i compilatori C non lo richiedono, icompilatori C++ sì).

In riferimento all’esempio precedente:int *q;

q = h; OK, compilatore C q = (int *)h; OK, compilatore C++ *q = 23; x ora contiene 23

10

Puntatori e vettori Il nome (senza parentesi) di un vettore-di-T

è un valore costante di tipo puntatore-a-T ,corrisponde all’indirizzo di memoria del primoelemento di vettore

int vett[100];

int *p;

p = vett;

l’indirizzo di memoria di vett viene messo inp, equivale a scrivere: p = &vett[0] (leparentesi hanno priorità maggiore di &)

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Puntatori e vettori Attenzione:vett = p; NO! Non si può assegnare un valore a vett inquanto NON è una variabile puntatore, ma un “sinonimo” di un indirizzo di memoria

Gli indirizzi di memoria sono valori costanti stabiliti dal compilatore, non sono variabili equindi non hanno uno spazio in memoriamodificabile per contenere un valore

Il termine “puntatore” viene comunemente (eimpropriamente) usato al posto di “indirizzo dimemoria” (es. “&a dà il puntatore ad a”)

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Equivalenza puntatori e vettori Una variabile di tipo puntatore-a-T , assegnata

in modo che punti a (cioè contenga l’indirizzodi) un oggetto di tipo vettore-di-T , può essere

utilizzata come se fosse un vettore-di-T int vett[25];

int *p = vett;

Ad esempio, qui p[3] equivale a vett[3]

Il compilatore internamente trasforma leespressioni con notazione vettoriale [] inespressioni con i puntatori

vett:

p



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Aritmetica dei puntatori Quando un puntatore punta ad un vettore,

gli può essere sommato un valore intero N, ilrisultato è l’indirizzo di memoria dell’elementodi posizione N del vettore

p punta a (contiene l'indirizzo di) vettp+3 punta a (produce l'indir. di) vett[3]*(p+3) equivale a vett[3]

2732 15 23 55 32 11

vett:

p+3p

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Aritmetica dei puntatori L’istruzione p++ porta p a puntare a vett[1]

(ne contiene l’indirizzo) quindi ora p punta avett[1] e p[3] corrisponde a vett[4]

E’ lecito sottrarre un valore N ad un puntatorese l’elemento puntato risultante fa ancora partedel vettore (nell’esempio precedente p-1

punta a vett[0])

2732 15 23 55 32 11

vett:

p+3p

15

Equivalenza puntatori e vettori Il nome di un vettore può essere utilizzato

come puntatore costante :*(vett+2) equivale a: vett[2]vett++ è un errore ( vett è costante!)

Il nome di un vettore di T (es. int) chedovrebbe essere una costante di tipo puntatore-a-vettore -di-T (o meglioindirizzo-di-vettore-di-T ), in C “decade” altipo puntatore -a-T

Grazie al decadimento vett è visto comepuntatore (costante) a int e punta al suoprimo elemento e vett+1 punta a vett[1]

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Equivalenza puntatori e vettori Senza il decadimento, vett+1 punterebbe al

primo byte dopo la fine di vett

Eccezioni: vett in un sizeof (descritto altrove) non decade

e per questo dà la dimensione dell’intero vettore,non quella del primo elemento

&vett inibisce il decadimento e produce unaquantità costante di tipo puntatore-a-vettore-di- int



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Equivalenza puntatori e vettori Una variabile di tipo puntatore-a-T non “sa”

se il valore (scalare) a cui punta è singolo o èl’elemento di un vettore, lo sa solo ilprogrammatore e sta a questi utilizzarlo inmodo coerente

int x = 10, vett[10], *p, *q;

p = &x;

p++; NO! Non esiste l’oggetto puntato da p+1q = p+1; NO! Idem

p = vett;

p++; SI’! Ora p punta a vett[1]q = p+1; SI’! Ora q punta a vett[2]

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Aritmetica dei puntatori Attenzione che il puntatore non “sfori” i limiti

del vettore (lo standard non richiede che ilcompilatore faccia controlli, molti compilatorilo offrono opzionalmente, ma ciò riduce leprestazioni)

E’ lecito che un puntatore punti a quello chesarebbe l’elemento del vettore successivo all’ultimo , ma questo puntatore può essere

utilizzato solo per calcolare la differenza trapuntatori (vedere prossima slide)

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Aritmetica dei puntatori Due puntatori a elementi dello stesso vettore

possono essere sottrat t i , il valore ottenuto +1 è il numero di elementi del vettore compresitra quelli puntati dai due puntatori (inclusi):p = &vett[4];

q = &vett[10];

d = q-p+1; 7: numero degli elementidalla posizione 4 allaposizione 10 inclusi

Due puntatori possono essere confrontati solo se fanno parte dello stesso vettore oppureuno dei due è NULL (o 0)

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Priorità dell’operatore * Dalla tabella delle priorità si vede che

l’operatore di deriferimento * ha priorità quasimassima, inferiore solo alle parentesi (e a ‘->’ e a ‘.’) e associatività da destra a sinistra

Quindi, considerando che gli operatori * e ++

hanno stessa priorità e associatività da D a S:*p++ equivale a *(p++) incrementa p

*++p equivale a *(++p) incrementa p

++*p equivale a ++(*p) incrementa *p

inoltre:(*p)++ incrementa *p

*p+1 equivale a (*p)+1 e non a *(p+1)



21Copia di stringhe1a versione

La stringa y viene copiata in xchar x[30], y[30], *t=x, *s=y;

int i=0;gets(y);while (s[i] != '\0'){

t[i] = s[i];i++;

}

t[i] = '\0';printf("%s\n", x);

Il '\0' viene copiato fuori dal ciclo Qui s e t vengono inutilmente usati come

semplici sinonimi di x e y, non come puntatori


La stringa y viene copiata in x

char x[30], y[30], *t=x, *s=y;

int i=0;

gets(y);

while ((t[i] = s[i]) != '\0')

i++;

printf("%s\n", x);

Il '\0' viene copiato nel ciclo stesso

Qui s e t vengono inutilmente usati comesemplici sinonimi di x e y, non come puntatori

Nota: non si può scrivere t[i] = s[i++]nella condizione del while (side effect)



char x[30], y[30], *t=x, *s=y;

gets(y);

while ( (*t = *s) != '\0')

{

t++;

s++;

}

printf("%s\n", x);

Il '\0' viene copiato nel ciclo stesso Nota: != '\0' può essere omesso



char x[30], y[30], *t=x, *s=y;

gets(y);

while (*t++ = *s++)

;

printf("%s\n", x);

Il '\0' viene copiato nel ciclo stesso

Nota: l‘istruzione nulla è più chiara se scritta

in una riga a sé stante



25

Puntatori e stringhe Si noti la differenza tra le seguenti definizioni:

char str[100];

RISERVA spazio per contenere i caratteri, è unavariabile e il suo contenuto può essere modificato

char *s;

NON RISERVA spazio per contenere i caratteri,quindi per essere utilizzata come stringa le si deveassegnare una stringa “vera”:

Assegnazione di una stringa variabile: s = str;

scanf("%s", s); SI’

Assegnazione di una stringa costante: s = "salve";

scanf("%s", s); NO

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Puntatori e stringhe Si considerino i seguenti esempi:

char str[] = "ciao";

E’ l’ inizializzazione di una variabile stringa:il compilatore riserva memoria per str e vi copia icaratteri di "ciao"; la stringa costante "ciao"non esiste in memoria: è stata usata dalcompilatore per inizializzare la stringa str, maesiste in memoria la stringa variabile "ciao"str[0]='m'; SI’

char *s = "hello";E’ l’ inizializzazione di una variabile puntat ore:il compilatore determina l’indirizzo della stringa costante "hello" (che esiste in memoria) e loassegna alla variabile puntatore s

s[0]='b'; NO! "hello" è costante!

27

Puntatori e stringhe Si considerino i seguenti esempi (cont.):

s = "salve";

E’ l’ assegnazione ad una variabile puntator e: il

compilatore determina l’indirizzo della stringa costante "salve" (che esiste in memoria) e loassegna alla variabile puntatore s

s[4]='o'; NO! "salve" è costante!

s = str;

E’ l’ assegnazione ad una variabile puntator e: ilcompilatore determina l’indirizzo della stringa

variabile str (che esiste in memoria) e lo assegnaalla variabile puntatore s

s[0]='m'; SI’

28

Puntatori e stringhe Noti i puntatori, si possono completare le

informazioni già date sulle funzioni relativealle stringhe aggiungendo quanto segue: le funzioni di copia di stringhe strcpy, strncpy,strcat e strncat restituiscono il puntatore allastringa di destinazione

le funzioni di parsing strchr, strrchr, strstr,strpbrk e strtok restituiscono il puntatoreall’oggetto cercato o NULL se non lo trovano



29

Funzioni sui blocchi di byte Blocchi di byte: sequenze di byte (caratteri)

qualsiasi, il carattere di codice ASCII 0 ('\0')

è un carattere normale e non viene utilizzatocome terminatore (non c’è alcun terminatore)

Una porzione di memoria (allocata in qualsiasimodo) viene trattata come generico blocco dibyte da alcune funzioni contenute in<string.h>

Per riservare una porzione di memoria si puòdefinire una variabile o una stringa o utilizzarela funzione malloc (trattata in altre slide)

Nelle seguenti funzioni, s (source ) et (target ) sono puntatori a blocchi di byte

30

Funzioni sui blocchi di byte memcpy(t ,s,n)

copia n byte da s a t memmove(t ,s,n)

copia n byte da s a t (i blocchi possono anche essere sovrapposti)

memcmp(s,t ,n)

confronta byte per byte secondo il codice ASCII i primi n byte di s e di t , il valorerestituito è un int come quello della strcmp

memchr(s,c,n)cerca il byte c tra i primi n byte di s, dà NULL

se non lo trova o il puntatore ad esso se trova memset(s,c,n)

copia il byte c in tutti i primi n byte di s

31Puntatori constPuntatore variabile a valore costante

int const *p;

const int *p;

p è una variabile di tipo puntatore-a-costante (a un oggetto costante di tipo int)const int x, y;

const int *p; puntatore-a-costante p = &x; SI’, p è una variabile p = &y; SI’, p è una variabile *p = 13; NO, *p è costante

sono equivalenti }

32Puntatori constPuntatore variabile a valore costante

L’assegnazione di un valore di tipo puntatore- a-costante (l’indirizzo di un valore costante) aduna variabile di tipo puntatore-a-variabile genera un Warning del compilatore perchépermette di by-passare la restrizione (const)

const int x = 12;

int y = 10;

int *p; puntatore-a-variabile const int *q; puntatore-a-costante

p = &x;

Warning *p = 5; non dà errore q = &x; OK *p = 5; dà errore



33Puntatori constPuntatore costante a valore variabile

int * const p;

p è una costante di tipo puntatore-a-variabile (a un oggetto variabile di tipo int)

Le costanti possono essere solo inizializzate

int x, y;

int * const p = &x; inizializzazione *p = 13; SI’, *p è una variabile p = &y; NO, p è una costante

34

Esercizi1. Si scriva un programma che chieda una

stringa all’utente e conti quanti siano icaratteri che la costituiscono, NON si usi lafunzione strlen della libreria standard.

2. Scrivere un programma che verifichi se lastringa data in input è palindroma o no

3. Scrivere un programma che chieda n valoriinteri (massimo 100), li collochi in un vettore einverta il vettore (scambiando il primoelemento con l'ultimo, il secondo con ilpenultimo, etc.). Si usi la notazione vettoriale.

4. Come il precedente, ma si usino i puntatori.

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Esercizi5. Scrivere un programma che data una stringa

in input dica se la stessa contiene almeno una ‘A’ tra i primi 10 caratteri.

6. Si scriva un programma che chieda all’utente2 stringhe e concateni la seconda alla finedella prima, NON si usi la funzione strcatdella libreria standard, si usino i puntatori enon la notazione vettoriale. Attenzione aterminarla con il carattere ‘\0’.

7. Si scriva un programma che chieda all’utente2 stringhe e indichi se la seconda è ugualealla parte terminale della prima.

36

Esercizi8. Scrivere un programma che chieda N valori

(massimo 100), li collochi in un vettore e liordini in senso crescente (senza usare vettoriausiliari).

9. Scrivere un programma che verifichi se lastringa data è composta di due parti uguali,trascurando il carattere centrale se lalunghezza è dispari (es. “CiaoCiao”, “CiaoXCiao”).

10. Scrivere un programma che date 2 stringhe ininput indichi quante volte la più corta ècontenuta nella più lunga.



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Esercizi11. Scrivere un programma che legga da un file

un testo e spezzi su più righe quelle piùlunghe di N caratteri (N chiesto all’utente). Lerighe si possono spezzare solo dove c’è unospazio (che non va riportato nella rigasuccessiva). L’output deve essere salvato inun altro file.

38

Vettori di puntatori Gli elementi di questi vettori sono puntatoriint *vett[10];

definisce un vettore di 10 puntatori a int (le[ ] hanno priorità maggiore dell’operatore *)

Esempio di inizializzazioneint a, b, c;int *vett[10]={NULL};vett[0]=&a;vett[1]=&b;

vett[2]=&c;I valori da vett[3] a vett[9] sono tuttiNULL in quanto è stato inizializzato il primoelemento (i successivi sono automaticamentea 0 e 0 viene convertito in NULL)

39

Vettori di puntatori Esempio di inizializzazione errataint a, b, c;

int *vett[10]={&a, &b, &c};

E’ errato perché questi inizializzatori sonoindirizzi di variabili automatiche (descritto inaltre slide). Se le variabili fossero invece diclasse static sarebbe stato corretto, perqueste variabili i valori di vett si devonoassegnare come visto nell’esempio precedente

40

Puntatori a puntatori Variabili che contengono l'indirizzo di memoria

di un puntatore Esempioint a, *b, **c;a = 12;b = &a;c = &b;

Il puntatore c punta ad una variabile (b) chepunta ad un int (a)

12

c:5D6

A5B

B4Ab:A5B

a:B4A



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Puntatori a puntatori Esempioint a=10, b=20, c=30;

int *v[3], int **w;v[0]=&a; v[1]=&b; v[2]=&c;

w = v;

w++;

v è un vettore di puntatori, cioè è l'indirizzo dimemoria (“puntatore”) di un puntatore, quindiv+1 è l'indirizzo del secondo puntatore del

vettore v (ossia è pari a &v[1], punta a b) Anche w è un puntatore ad un puntatore,quando viene incrementato, punta alpuntatore successivo, come v

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Puntatori e matrici Una matrice è un vettore di vettori e quindi,

considerando che l’associatività di [] è da

sinistra a destra, si ha che:int Mx[7][5];

definisce un vettore di 7 elementiciascuno delle quali è un vettore di 5 int

Gli elementi del vettore Mx sono i 7 vettoriidentificati da Mx[i]; quindi Mx[i] è l’ indirizzo di memoria di ciascuno dei 7 vettori di 5 int

Poiché in seguito al decadimento il nome di unvettore-di-T ha tipo puntatore-a-T , anche gliMx[i] non sono di tipo vettore-di- int madecadono al tipo puntatore-a- int, (essendoindirizzi, non si può assegnare loro un valore)

43

Puntatori e matrici Il “decadimento” del tipo del nome di un

vettore a puntatore può avvenire 1 sola volta

Allora il tipo di una matrice decade a puntatore-a-vettore-di-T e non a puntatore-a- T (quindi incrementando questo puntatore sipunta al vettore di 5 int successivo)

Mx non è di tipo puntatore-a- int come:int *p

Mx non è di tipo puntatore-a-puntatore-a- int:int **p

Mx è di tipo puntatore-a-vettore-di-5- intcome: int (*p)[5]

quindi Mx+1 punta al secondo vettore di 5 int

44

Puntatori e matrici Nella definizione di puntatore seguenteint (*p)[5]

è necessario che la dimensione delle colonne(5) sia specificata perché definisce un puntatore-a-vettore-di- cinque -interi

Poiché Mx è un puntatore-a-vettore-di- 5 -interi (e non un puntatore ad un intero), allora:Mx+1 punta all’elemento successivo, ossia alsuccessivo vettore di 5 interi (la seconda riga

della matrice): Mx+1 aggiunge all’indirizzo diMx il numero corretto di byte per puntare alsecondo vettore di 5 int



49

Vettori di puntatori e matrici Si notino le differenze tra:char a[4][8]={"un","otto","sei"};

char *b[4]={"un","otto","sei"};

a[i]è l’indirizzo costante della riga i di a, taleriga è una stringa variabile di 8 char

b[i] è una variabile puntatore con l’indirizzodella riga i, stringa costante di 4 caratteri: adesempio b[2] contiene l’indirizzo di "sei\0"

un\0

otto\0

sei\0NULL

a: b:un\000000

otto\0000

sei\00000

\00000000

50

Vettori di puntatori e matrici a[2] = "hello";

ERRORE: a[2]non è un puntatore

strcpy(a[2], "hello");CORRETTO

b[2] = "hello";

CORRETTO: b[2] è una variabile puntatore a cuiviene assegnato l’indirizzo di memoria di una stringacostante strcpy(b[2], "hello");

ERRORE: b[2] punta a una stringa costante Entrambi a[1][0] e b[1][0] sono il carattere 'c'

a[1][0]='m'; SI’! L’oggetto puntato da a[1] è una stringa variabile

b[1][0]='m'; NO! L’oggetto puntato da b[1] è una stringa costante

51

Const per puntatori a puntatori1. int** x;

x è una variabile di tipo puntatorea un puntatore variabile

a un oggetto variabile di tipo int2. const int** x;

x è una variabile di tipo puntatorea un puntatore variabilea un oggetto costante di tipo int

3. int ** const x;

x è una costante di tipo puntatore

a un puntatore variabilea un oggetto variabile di tipo int

52

Const per puntatori a puntatori4. int * const * x

x è una variabile di tipo puntatorea un puntatore costante

a un oggetto variabile di tipo int5. const int * const * x

x è una variabile di tipo puntatorea un puntatore costantea un oggetto costante di tipo int

6. const int * const * const x

x è una costante di tipo puntatore

a un puntatore costantea un oggetto costante di tipo int



53

Homework 7Scrivere un programma che legga da un file almassimo un certo numero MAXRIGHE di righe di

testo e le memorizzi in una matrice di caratteri(MAXRIGHE x 100), una riga del file perciascuna riga della matrice.Si definisca un vettore di puntatori a carattere elo si inizializzi in modo che il primo puntatorepunti alla prima riga, il secondo alla seconda,ecc. Si ordinino le stringhe scambiando tra di

loro solo i puntatori e le si visualizzino ordinate.Facoltativo: misurare il rapporto tra il temponecessario per ordinare scambiando le stringhee scambiando i puntatori.

54

Homework 7 (esempio)

ché la diritta via era smarrita.

Nel mezzo del cammin di nostra vita

esta selva selvaggia e aspra e forte

mi ritrovai per una selva oscura

Ahi quanto a dir qual era è cosa dura

ché la diritta via era smarrita.

Nel mezzo del cammin di nostra vita

esta selva selvaggia e aspra e forte

mi ritrovai per una selva oscura

Ahi quanto a dir qual era è cosa dura

prima

dopo

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