STRINGHE DI CARATTERI Una stringa di caratteri in C è un array di ca- ratteri terminato dal...

$: STRINGHE DI CARATTERI Una stringa di caratteri in C è un array di caratteri terminato dal carattere '\0' Un vettore di N caratteri può dunque ospitare.$
STRINGHE DI CARATTERI

Una stringa di caratteri in C è un array di ca-ratteri terminato dal carattere '\0'

Un vettore di N caratteri può dunque ospitarestringhe lunghe al più N-1 caratteri, perchéuna cella è destinata al terminatore '\0'.

a p e \0s0 1 2 3


Un array di N caratteri può ben essere usatoper memorizzare stringhe più corte

In questo caso, le celle oltre la k-esima (k essendo lalunghezza della stringa) sono concettualmente vuote:praticamente sono inutilizzate e contengono un valo-re casuale.

d i \0s0 1 2 3


Una stringa di caratteri si può inizializzare, come ogni altro array, elencando le singolecomponenti:

char s[4] = {'a', 'p', 'e', '\0'};

oppure anche, più brevemente, con la formacompatta seguente:

char s[4] = "ape" ;Il carattere di terminazione ‘\0’ è automaticamenteincluso in fondo. Attenzione alla lunghezza!

ESEMPIO

Problema: Data una stringa di caratteri, calcolarne la lunghezza.

Ipotesi: La stringa è “ben formata”, ossia correttamente terminata dal carattere ‘\0’.

Specifica:• scandire la stringa elemento per elemento, fino a trovare

il terminatore ‘\0’ (che esiste certamente)• il risultato è l’indice corrispondente al terminatore.

ESEMPIO

int lunghStr( char s[] ) {

int lung=0;

for (lung=0; s[lung]!='\0'; lung++);

return lung;

}

Non occorre dare una dimensioneesplicita, data la presenza

del terminatore.

Nel trasferimento di una stringa ad una procedurao funzione, non occorre un argomento intero che rappresenta la dimensione logica, data la presenza per ipotesi del terminatore

Esempio: LUNGHEZZA DI UNA STRINGA

int lunghStr( char s[] ) {

int lung=0;


return lung;

}

ESEMPIO

Problema: Data una stringa di caratteri, copiarla in un altro array di caratteri (di lunghezza non inferiore).

Ipotesi: La stringa è “ben formata”, ossia correttamente terminata dal carattere ‘\0’.

Specifica:• scandire la stringa elemento per elemento, fino a

trovare il terminatore ‘\0’ (che esiste certamente)• nel fare ciò, copiare l’elemento nella posizione

corrispondente dell’altro array.

void copiaStr( char s1[],char s2[] ) {

//IPOTESI:

//1) s1 e s2 hanno la stessa dimensione fisica

//2) s1 è l’ingresso, s2 è l’uscita

int i=0;

for (i=0; s1[i]!='\0'; i++)s2[i] = s1[i];

s2[i] = '\0';

}

Al termine, occorre garantireche anche la nuova stringa

sia “ben formata”, inserendoesplicitamente il terminatore.

Problema

Data una stringa, copiarla in un array di caratteri, con eventuale troncamento se la stringa è più lunga dell’array dato.

Specifica:• scandire la stringa elemento per elemento, o fino a

trovare il terminatore ‘\0’ (che esiste certamente), o fino alla lunghezza dell’array di destinazione (-1)

• nel fare ciò, copiare l’elemento nella posizione corrispondente dell’altro array.

ESEMPIO

Codifica:

#define N 20

main() {

char s[] = "Nel mezzo del cammin di";

char s2[N];

int i=0;

for (i=0; s[i]!='\0' && i<N-1; i++)s2[i] = s[i];

s2[i] = '\0';

}

Si prosegue solo se non si èincontrato il terminatore e inoltrec’è spazio nell’array destinazione

La condizione è i<N-1 perchédeve rimanere uno spazio per ‘\0’

ESEMPIO

Problema: Date due stringhe di caratteri, decidere quale precede l’altra in ordine alfabetico.

Rappresentazione dell’informazione:• poiché vi possono essere tre risultati (s1<s2,

s1==s2, s2<s1), un boolean non basta• possiamo usare:

– due boolean (uguale e precede)– tre boolean (uguale, s1precedes2, s2precedes1)– un intero (negativo, zero, positivo)

scegliamo la terza via.

ESEMPIO

Problema: Date due stringhe di caratteri, decidere quale precede l’altra in ordine alfabetico.

Specifica:• scandire uno ad uno gli elementi di egual posizione

delle due stringhe, o fino alla fine delle stringhe, o fino a che se ne trovano due diversi– nel primo caso, le stringhe sono uguali– nel secondo, sono diverse

• nel secondo caso, confrontare i due caratteri così trovati, e determinare qual è il minore– la stringa a cui appartiene tale carattere precede l’altra

ESEMPIO

Codifica:

main() {

char s1[] = "Sempre caro mi fu quell’\ermo colle";

char s2[] = "Sempre odiai quell’orrido\colle";

int i, stato;

for (i=0; s1[i]!='\0' && s2[i]!='\0' && s1[i]==s2[i] ; i++);

stato = s1[i]-s2[i];

}negativo s1 precede s2positivo s2 precede s1zero s1 è uguale a s2

la costante stringa continua a capo

UNA RIFLESSIONE

Nell’esempio della copiatura:

Data una stringa di caratteri, copiarla in un altro array di caratteri (di lunghezza non inferiore).

abbiamo deciso di copiare la stringa nell’ar-ray carattere per carattere.

Avremmo potuto fare diversamente?

Perché non copiarla “tutta in un colpo”?

IL CONTROESEMPIO

Perché non fare così?

main() {


char s2[40];

s2 = s;}

Perché non dovrebbefunzionare???

PERCHÉ GLI ARRAY NON POSSONOESSERE MANIPOLATI “IN TOTO” !

IL CONTROESEMPIO

Perché non fare così?

main() {


char s2[40];

s2 = s;} ERRORE DI COMPILAZIONE:

incompatible types in assignment !!

ARRAY “VISTI DA VICINO”

Concettualmente, un array è una collezionefinita di N variabili dello stesso tipo, ognunaidentificata da un indice compreso fra 0 e N-1

v0 1 2 3

v[0]

v[1] v[2]

v[3]

Praticamente, le cose non stanno proprio così.

ARRAY “VISTI DA VICINO”

In C un array è in realtà un puntatore costanteche punta a un’area di memoria pre-allocata,di dimensione prefissata.

Pertanto, il nome dell’array è un sinonimoper il suo indirizzo iniziale: v &v[0]

v

0 1 2 3

CONSEGUENZA

Il fatto che il nome dell’array indichi

• non l’array in sé,

• ma l’indirizzo iniziale dell’area di memoria ad esso associata

ha una importante conseguenza:

È impossibile denotare un array nellasua globalità, in qualunque contesto.

CONSEGUENZA

Quindi, non è possibile:

• assegnare un array a un altro (s2 = s)

• che una funzione restituisca un array

E soprattutto:

• passare un array come parametro a una funzione non significa affatto passare l’intero array !!

IL CONTROESEMPIO

Ecco perché non si compilava!

main() {


char s2[40];

s2 = s;}

Questo assegnamento viene interpretato come il tentativo di cambiare l’indirizzo

iniziale della stringa s2, cosa eviden-temente impossibile !!!

ARRAY PASSATI COME PARAMETRI

Poiché un array in C è un puntatore costanteche punta a un’area di memoria pre-allocata,di dimensione prefissata, il nome dell’array:

• non rappresenta l’intero array

• è un alias per il suo indirizzo iniziale (v &v[0] )

v

0 1 2 3


Quindi, passando un array a una funzione:

• non si passa l’intero array !!

• si passa solo (per valore!) il suo indirizzo iniziale (v &v[0] )

v

0 1 2 3

w


Conclusione:

• agli occhi dell’utente, l’effetto finale è che l’array passa per riferimento!!

v

0 1 2 3

w

CONCLUSIONE

A livello fisico:

• il C passa i parametri sempre e solo per valore

• nel caso di un array, si passa il suo indiriz-zo iniziale (v &v[0] ) perché tale è il significato del nome dell’array

A livello concettuale: • il C passa per valore tutto tranne gli array,

che vengono trasferiti per riferimento.

ESEMPIO

Problema: Data una stringa di caratteri, scrivere una funzione che ne calcoli la lunghezza.

Codifica:

int lunghezza(char s[]) {

int lung=0;


return lung;

} La dimensione non serve, perchétanto viene passato solo l’indirizzo

iniziale (non tutto l’array)

UN’ALTRA RIFLESSIONE

• Ma se quello che passa è solo l’indirizzo iniziale dell’array, che è un puntatore...

• ...allora tanto vale adottare direttamente la notazione a puntatori nella intestazione della funzione!!

In effetti, l’una o l’altra notazione sono, a livel-lo di linguaggio, assolutamente equivalenti

– non cambia niente nel funzionamento– si rende solo più evidente ciò che accade

comunque

ESEMPIO

Da così...

int lunghezza(char s[]) {int lung=0;for (lung=0; s[lung]!='\0'; lung++);return lung;

}

… a così:

int lunghezza(char *s) {int lung=0;for (lung=0; s[lung]!='\0'; lung++);return lung;

}

Per il C è identico!!

UN’ULTIMA RIFLESSIONE

Ma se le due notazioni

char *s char s[]sono identiche agli occhi del compilatore,

Cosa possiamo dire dei due operatori * e [] ?

C’è qualche relazione?

OPERATORI DI DEREFERENCING

• L’operatore *, applicato a un puntatore, accede alla variabile da esso puntata

• L’operatore [], applicato a un nome di array e a un intero i, accede alla i-esima variabile dell’array

Sono entrambi operatori di dereferencing

*v v[0]

ARITMETICA DEI PUNTATORI

• Oltre a *v v[0], vale anche:

*(v+1) v[1]...

*(v+i) v[i]• Espressioni della forma p+i vanno sotto il

nome di aritmetica dei puntatori, e denota-no l’indirizzo posto i celle dopo l’indirizzo denotato da p (celle, non bytes!)


Più in generale:

• se p è un puntatore a T, e n è un intero positivo, l’espressione

p+ndenota un altro puntatore a T, che punta “n celle dopo” l’indirizzo puntato da p

• Se n è negativo, la cella denotata da p+n in realtà precede di n posizioni quellapuntata da p.


q = p+n (n>0)

p

q

+n*size

size


Analogamente,

• se q e p sono puntatori a T, l’espressioneq-p

denota un intero, che rappresenta il numero di celle comprese fra q e p

• se q precede p, l’intero denotato è negativo.

NB: somme di puntatori, come p+q, sono illegaliin quanto prive di significato.

CONCLUSIONE

• Gli operatori * e []sono intercambiabili

*(v+i) v[i]

• Ne basterebbe uno solo: il C li fornisce entrambi solo per nostra comodità– in effetti, operare sui vettori scrivendo *(v+i)

sarebbe poco pratico!

• Internamente, il compilatore C converte ogni espressione con [] nella corrispon-dente espressione con *

ESEMPIO

Problema: Scrivere una funzione che, dato un array di N interi, ne calcoli il massimo.

Si tratta di riprendere l’esercizio già svolto, e impostare la soluzione come funzione anziché codificarla direttamente nel main.

Dichiarazione della funzione:

int findMax(int v[], int dim);

ESEMPIO

Il cliente:

main() {

int max, v[] = {43,12,7,86};

max = findMax(v, 4);

}

Trasferire esplicitamente la dimensionedell’array è NECESSARIO, in quanto la

funzione, ricevendo solo l’indirizzoiniziale, non avrebbe modo di sapere

quanto è lungo l’array !

ESEMPIO

La funzione:

int findMax(int v[], int dim) {

int i, max;

for (max=v[0], i=1; i<dim; i++)if (v[i]>max) max=v[i];

return max;

}

ESEMPIO

La funzione:

int findMax(const int v[], int dim) {

int i, max;


return max;

}Per evitare che la funzione modifichi l’array(visto che è passato per riferimento), si può

imporre la qualifica const Se lo si tenta: cannot modify a const object

ESEMPIO

La funzione:

int findMax(const int *v, int dim) {

int i, max;


return max;

}Volendo si può usare anche la

notazione a puntatore: tanto, per il linguaggio sono equivalenti!!

… e la si può anche mischiare con l’altra!

ESEMPIO

Problema: Data una stringa di caratteri, scrivere una funzione che ne calcoli la lunghezza.

Codifica:

int lunghezza(char s[]) {

int lung=0;


return lung;

}Nel caso delle stringhe, la dimensione non serve perché può essere dedotta dalla posizione dello ‘\0’

UNA VARIANTE

Da così...

int lunghezza(char *s) {int lung=0;for (lung=0; s[lung]!='\0'; lung++);return lung;

}

… a così:

int lunghezza(char *s) {char *s0 = s;while (*s!='\0') s++;return s-s0;

}

Sfrutta il fatto ches è una copia del-l’indirizzo inizialedella stringa, ergosi può modificare!

Sfrutta l’aritmetica dei puntatori

UNA VARIANTE “DA HACKER”

Uno hacker la compatterebbe prima così...

int lunghezza(char *s) {char *s0 = s;while (*s) s++;return s-s0;

}

… e poi così:

int lunghezza(char *s) {char *s0 = s;while (*s++);return s-s0;

}

Il test “diverso da 0”è tautologico!

Il post-incremento puòessere inglobato.

ESEMPIO

Problema: Scrivere una procedura che copi una stringa in un’altra.

Codifica:

void strcpy(char dest[], char source[]) {

while (*source) { *dest = *(source++);}

*dest = '\0';

}

LIBRERIA SULLE STRINGHE

Il C fornisce una nutrita libreria di funzioniper operare sulle stringhe:

#include < string.h >

Include funzioni per:• copiare una stringa in un’altra (strcpy)• concatenare due stringhe (strcat)• confrontare due stringhe (strcmp)• cercare un carattere in una stringa (strchr)• cercare una stringa in un’altra (strstr)• ...

ARRAY MULTIDIMENSIONALI

È anche possibile definire matrici e, più ingenerale, array a più dimensioni

int matrice[N][M];• N indica il numero di righe

– numerate da 0 a N-1

• M indica il numero di colonne– numerate da 0 a M-1


Per selezionare la cella di indici i, j:

x = matrice[i][j];Attenzione:• matrice[i,j] ha un altro significato!!

– l’espressione i,j denota un solo numero (j),non la coppia di indici necessaria!

• matrice[k] denota l’intera riga k– non c’è modo di denotare un’intera colonna


Esempio (somma elementi di una matrice)

main(){

float m[4][4] = { {1,2,3,4}, {5,6,7,8}, {4,3,2,1},

{9,8,7,6}};

float somma = 0;

int i,j;

for (i=0;i<4;i++)for (j=0;j<4;j++) somma += m[i][j];

}


E per passarli a una funzione?• il C passa sempre solo l’indirizzo iniziale• però, nella funzione occorre specificare

tutte le dimensioni successive alla prima

int f(int mm[4][4], int n, int m) { ... }

int f(int *mm[4], int n, int m) { ... }


Perché occorre specificare le dimensionisuccessive alla prima?• perché un array multidimensionale è, di

fatto, un array di array– è visto come un array di N “cose”, ciascuna

delle quali, in effetti, è un altro array

• per distinguere dove cominciano le diverse righe, bisogna sapere quanto sono grandi le singole colonne– bisogna perciò sapere quante sono le colonne

STRUTTURE

Una struttura è una collezione finita di varia-bili non necessariamente dello stesso tipo,ognuna identificata da un nome.

struct persona nome

stringa di 20 char

età

stipendio

un intero

un float

STRUTTURE

Una struttura è una collezione finita di varia-bili non necessariamente dello stesso tipo,ognuna identificata da un nome.

Definizione di una variabile di tipo struttura:

struct [<etichetta>] { { <definizione-di-variabile> }

} <nomeStruttura> ;

STRUTTURE - ESEMPIO

struct persona {char nome[20];int eta;float stipendio;

} pers ;

struct persona nome

stringa di 20 char

età

stipendio

un intero

un float

Definisce una variabilepers strutturata nel

modo illustrato.

ESEMPI

struct punto {int x, y;

} p1, p2 ;

struct data {int giorno,mese,anno;

} d ;

p1 e p2 sono fatteciascuna da due interi

di nome x e y

d è fatta da tre interidi nome giorno, mese e anno

STRUTTURE

Una volta definita una variabile struttura, si accede ai singoli campi mediante lanotazione puntata.

Ad esempio:

p1.x = 10; p1.y = 20;

p2.x = -1; p2.y = 12;

d.giorno = 25;d.mese = 12;d.anno = 1999;

Ogni campo si comportae si usa come unanormale variabile.

UN ALTRO ESEMPIO

main(){

struct frutto {char nome[20]; int peso;

} f1;struct frutto f2 ;

...

}Non occorre ripetere l’elencodei campi perché è implicito

nell’etichetta frutto, cheè già comparsa sopra.

ESEMPIO

main(){


} f1 = {"mela", 70};struct frutto f2 = {"arancio", 50};

int peso = f1.peso + f2.peso;

} Non c’è alcuna ambiguità perché ogni variabile di nome peso è definita nel

proprio environment.

UNA PRECISAZIONE

A differenza di quanto accade con gli array, il nome della struttura rappresenta la strut-tura nel suo complesso.

Quindi, è possibile:• assegnare una struttura a un’altra (f2 = f1)• che una funzione restituisca una struttura

E soprattutto:

• passare una struttura come parametro a una funzione significa passare una copia

ASSEGNAMENTO FRA STRUTTURE

main(){


} f1 = {"mela", 70};struct frutto f2 = {"arancio", 50};

f1 = f2;

}Equivale a copiare f2.peso in f1.peso, e f2.nome in f1.nome.

STRUTTURE PASSATE COME PARAMETRI

• Il nome della struttura rappresenta, come è naturale, la struttura nel suo complesso– niente scherzi come con agli array…!!

• quindi, non ci sono problemi nel passarle a come parametro a una funzione: avviene il classico passaggio per valore

• è perciò possibile anche restituire come risultato una struttura

• tutti i campi vengono copiati, uno per uno!

ESEMPIO

struct frutto macedonia(struct frutto f1, struct frutto f2){

struct frutto f;f.peso = f1.peso + f2.peso;strcpy(f.nome, "macedonia");return f;

}La funzione di libreria strcpy() copia lacostante stringa “macedonia” in f.nome.

Si crea una nuova struct frutto, la si inizializza e la si restituisce come risultato.

RIFLESSIONE

Se una struttura, anche molto voluminosa,viene copiata elemento per elemento..... perché non usare una struttura per

incapsulare un array?

In effetti:• il C non rifiuta di manipolare gli array come un

tutt’uno “per principio”: è solo la conseguenza del modo in cui si interpreta il loro nome

• quindi, “chiudendoli in una struttura” dovremmo riuscirci!

E INFATTI...

main(){

struct string20 {char s[20];

} s1 = {"Paolino Paperino" }, s2 = {"Gastone Fortunato" };

s1 = s2; /* FUNZIONA!! */

}

STRUTTURE CHE RACCHIUDONO ARRAY

Usando una struttura per “racchiudere” unarray, si fornisce all’array esattamente quelloche gli mancava:

un modo per denotare “il tutto”ossia

un “contenitore” dotato di nome,che consenta di riferirsi all’array

nella sua globalità.

ARGOMENTI DALLA LINEA DI COMANDO

Come si è detto più volte, il main è unafunzione come le altre:

• ha un nome convenzionale, fissato

• è la funzione invocata per far partire il programma.

Ma… CHI LA INVOCA?

Visto che è una funzione, HA DEI PARAMETRI?


Il main è una funzione

• invocata dal sistema operativo

• cui è passato un array di stringhe

• che corrispondono agli argomenti scritti dall’utente sulla linea di comando

Esempio di invocazione da linea di comando:

C:> prog pippo 12 paperino 23

I° argomentonome delprogramma

II° argomento III° argomento

IV° argomento


Perciò, main ha due parametri:

• un intero che rappresenta la lunghezza dell’array– int argc (argument counter)

• l’array di stringhe vero e proprio (ovvia-mente, si passa il suo indirizzo iniziale)– char* argv[] (argument vector)

Ogni elemento dell’array è un puntatore a carattere,che punta a uno degli argomenti della linea di comando.


Quindi, l’interfaccia completa del main è la seguente:

int main(int argc, char* argv[])

Se non servono, argc e argv possono essere omessi, nel qual caso il main assume la forma semplificata già nota:

int main()

Valore di ritorno: può essere usato per restituire al SistemaOperativo un codice numerico di errore.Convenzione: 0 = OK, ogni altro valore = un tipo di errore


• argv[0] è il nome del programma stesso• da argv[1] ad argv[argc-1] vi sono

gli argomenti passati, nell’ordine• argv[argc] è per convenzione NULL

argv argv[0]"prog""pippo""12"

"paperino""23"(NULL)

argv[1]argv[2]argv[3]argv[4]

argc 5


• argv[0] è il nome del programma stesso• da argv[1] ad argv[argc-1] vi sono

gli argomenti passati, nell’ordine• argv[argc] è per convenzione NULL

argv argv[0]"prog""pippo""12"

"paperino""23"(NULL)

argv[1]argv[2]argv[3]argv[4]

argc 5

Attenzione: sono aree del sistema operativo disponibili solo in lettura


Problema:

Come passare argomenti dalla linea di comando… quando non c’è una linea di comando, come negli ambienti di sviluppo integrati (DJGPP / Turbo C) ?

C:> prog pippo 12 paperino 23

Esiste un’apposita opzione da menù.


In Turbo C: Options / Environment / Debugger


In RHide: Run / Arguments...

ESEMPIO 1

Problema:

Scrivere un programma che analizzi gli argomenti passati dalla linea di comando, e restituisca il numero di lettere minuscole.

Specifica:

Per ogni argomento da 1 ad argc-1, occorre:• recuperare l’argomento (una stringa)• contare le minuscole presenti in tale stringa• sommare questo valore alla variabile che

rappresenta il numero totale di minuscole.

Alla fine si restituisce il valore di tale variabile.

ESEMPIO 1

Codifica

int contaMinuscole(char s[]);

int main(int argc, char* argv[]) { int sum=0, i; for(i=1; i<argc; i++)

sum += contaMinuscole(argv[i]); return sum;

}

ESEMPIO 1

Codifica

#include <ctype.h> /* islower() */

int contaMinuscole(char *s){ int n=0; while (*s) if (islower(*s++)) n++; return n;}

ESEMPIO 2Problema:

Scrivere un programma che, dati un carattere e una stringa sulla linea di comando, conti quante volte il carattere compare nella stringa (sia in versione maiuscola che minuscola), e restituisca questo valore come risultato del main.

Specifica:• occorre in primis recuperare gli argomenti• poi, si scandisce la stringa carattere per carattere

e si contano le occorrenza del carattere dato (facendo attenzione alle maiuscole e minuscole)

Alla fine si restituisce il risultato di tale conteggio.

ESEMPIO 2

Codifica

#include <ctype.h>

int main(int argc, char* argv[]) { int cont=0; char ch = toupper(argv[1][0]); char *s = argv[2]; while (*s) if (toupper(*s++)==ch) cont++; return cont;}

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