Laboratorio di Linguaggi
lezione III
Marco Tarini
Università dell’Insubria
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali di Varese
Corso di Laurea in Informatica
Anno Accademico 2004/05
M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a
Laboratorio di Linguaggi
• docente: Marco Tarini e-mail: [email protected]
• ricevimento: Martedì 14:30 - 17:30o anche su appuntamento
• libro di testo consigliato:Kelley Al, Pohl Ira:"C Didattica e Programmazione" ("A Book on C")quarta edizione - anche la terza va bene
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Puntatori: intro
• Una tipo variabile che contiene un indirizzo di una locazione di memoria: – l'indirizzo di un'altra variabile!
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Puntatori: sintassi della dichiarazione
int* pippo; " pippo " è una var di tipo int*, cioè di tipo "puntatore ad intero"
int *pippo;" *pippo " (cioè il valore puntato da pippo)è una espressione di tipo "intero"
o se preferite:
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Puntatori: sintassi dell'uso
pippo il valore del puntatore.
*pippo il valore dell'oggetto puntato.
entrambi possono essere sia letti che assegnati (possono comparire da entrambi i lati di un assegnamento)
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m e
m
o
r
i a
Puntatori: preambolo
Cosa succede normalmente…int pippo;
0x00000000
0xFFFFFFFF
il compilatore assegnaalla variabile pippouna locazione di memoria.
Ad esempio, lalocazione 0x612A22C
Inoltre, riserva queiquattro byte per lavariabile pippo.
spazi
o d
eg
li in
dir
izzi
lo
gic
i
0x612A0230
0x612A022C
0x612A0228
0x612A0224
0x612A0220
0x612A021C
0x612A0218
0x612A0214 00 00 00 FF
01 22 00 AB
21 00 00 00
12 23 D2 FF
FF 02 41 A4
21 2A 02 2C
00 00 00 00
12 33 A3 D0Inoltre
variabile tipo locazione
pippo int 0x612A22C
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Puntatori: significato
int* pippo;
0x612A0230
0x612A022C
0x612A0228
0x612A0224
0x612A0220
0x612A021C
0x612A0218
0x612A0214 00 00 00 FF
01 22 00 AB
21 00 00 00
12 23 D2 FF
FF 02 41 A4
61 2A 02 1C
00 00 00 A0
12 33 A3 D0
variabile tipo locazione
pippo int* 0x612A22Cindirizzo
pippo (il puntatore stesso) vale...
*pippo (la variabile puntata da pippo) vale...
*pippo
pippo
m e
m
o
r
i a
(il puntatore stesso) vale... 0x612A021C
(la variabile puntata da pippo) vale... 0x000000A0
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Cambiare il valore del puntatore
pippo++;
0x612A0230
0x612A022C
0x612A0228
0x612A0224
0x612A0220
0x612A021C
0x612A0218
0x612A0214 00 00 00 FF
01 22 00 AB
21 00 00 00
12 23 D2 FF
FF 02 41 A4
61 2A 02 1C
00 00 00 A0
12 33 A3 D0
variabile tipo locazione
pippo int* 0x612A22Cindirizzo
*pippo
pippo
+4
61 2A 02 20
pippo
*pippo
(il puntatore stesso) vale... 0x612A021C
(la variabile puntata da pippo) vale... 0x000000A0
m e
m
o
r
i a
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Cambiare il valore del puntatore
pippo++;
0x612A0230
0x612A022C
0x612A0228
0x612A0224
0x612A0220
0x612A021C
0x612A0218
0x612A0214 00 00 00 FF
01 22 00 AB
21 00 00 00
12 23 D2 FF
FF 02 41 A4
61 2A 02 1C
00 00 00 A0
12 33 A3 D0
variabile tipo locazione
pippo int* 0x612A22Cindirizzo
*pippo
pippo61 2A 02 20
pippo
*pippo
(il puntatore stesso) vale... 0x612A021C
(la variabile puntata da pippo) vale... 0x000000A0
0x612A0220
0x1223D2FF
m e
m
o
r
i a
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Cambiare il valore del valore puntato
*pippo = 0x00AABB00;
0x612A0230
0x612A022C
0x612A0228
0x612A0224
0x612A0220
0x612A021C
0x612A0218
0x612A0214 00 00 00 FF
01 22 00 AB
21 00 00 00
12 23 D2 FF
FF 02 41 A4
00 00 00 A0
12 33 A3 D0
variabile tipo locazione
pippo int* 0x612A22Cindirizzo
*pippo
pippo61 2A 02 20
00 AA BB 00
m e
m
o
r
i a
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I è una costante intera (vale 10)
i è una variabile intera
ip è un puntatore ad un intero
Considerazione sull'efficienza
const int I=10; int i;int* ip;
STORE 10 0xCC000000
int x; ...
x = I;
x = i;
x = *ip;
READ TEMP 0xAA000000 STORE TEMP 0xCC000000
compilazione
compilazione
compilazione READ TEMP0 0xBB000000 READ TEMP1 TEMP0STORE TEMP1 0xCC000000
ide. tipo locazione o
I int 10
valore
iip
intint*
---
0xBB000000
0xCC000000
0xAA000000 ---
---
---x int
tabella
dei Sim
boli
del co
mpila
tore
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I è una costante intera (vale 10)
i è una variabile intera
ip è un puntatore ad un intero
Considerazione sull'efficienza: assegnamento
const int I=10; int i;int* ip;
int x; ...
I = 15;
i = 15;
*ip = 15;
STORE 15 0xAA000000 compilazione
compilazione READ TEMP 0xBB000000 STORE 15 TEMP
ide. tipo locazione o
I int 10
valore
iip
intint*
---
0xBB000000
0xCC000000
0xAA000000 ---
---
---x int
tabella
dei Sim
boli
del co
mpila
tore
(le costanti si assegnano solo durante l'inizializzazione)
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Considerazione sull'efficienza: esercizio
a = *p;
a = b;
a = 15;
*p = 15;
*p = b;
*p = *p2;
accessi alla memoriain scrittura
accessi alla memoriain lettura
comando
1
1
1
1
1
1
0
1
2
1
2
3
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Algebra dei Puntatori
• L'operazione base sui puntatori: somma con un intero
<puntatore ad un tipo T> + <intero>
espressione di tipo puntatore ad un tipo T (T*)
• Semantica:
• è il puntatore che punta una loc. i elementi (di tipo T ) dopo p;
• come indirizzo di memoria, è l'indirizzo p + i x (dimensione diT )
p + i
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Algebra dei Puntatori
• Esempi
double *p, *q;...q = p + 3;*(p + 3)=2.0;q++;q--;q+=2;
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Algebra dei Puntatori
IDEONA !!equivalenza
puntatori - vettori
Brain Kernighan
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Algebra dei Puntatori
• Ripasso: vettori– in memoria, gli elementi di un array sono
memorizzati in una serie di celle contigue
– ogni cella ha la stessa grandezza– per questo gli array sono random access!int cartella[5]={
10,21,33,13,4,};
10
indirizzobase
di "cartella"
21 33 13 4
indirizzo di cartella[3] = (indirizzo base) + 3 x (dimensione cella)cartella[3]
dimensionecella (=4)
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Algebra dei Puntatori
equivalente a
double *p;...
p[ 5 ]
*(p + 5)
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Zucchero sintattico
typedef struct { char nome[24]; char cognome[24]; int peso;} Persona;
Persona *p;
...
*p.peso
come accedo al campo peso della Persona puntata da p?
(*p).peso
p->peso
o, equivalentemente, con l'apposito operatore "freccina":
p.peso* ( )interpretato
come
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Zucchero sintattico
typedef struct { char nome[24]; char cognome[24]; int peso;} Persona;
void pippo(Persona p) { ... if (p.peso == ... ) ...}
typedef struct { char nome[24]; char cognome[24]; int peso;} Persona;
void pippo(Persona* p) { ... if (p->peso == ... ) ...}
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Assegnare i Puntatori
• In memoria, un puntatore è un indirizzo di memoria– (...di una variabile)– (...di cui e' noto il tipo)
• Bene, ma quale indirizzo?
– Modo 1: prendere l'indirizzo di una variabile esistente• il puntatore punterà a quella variabile
– Modo 2: allocare (riservare, prenotare) della memoria libera
• il puntatore punterà ad una nuova variabile, memorizzata nella memoria così riservata
• la nuova variabile è allocata dinamicamente!
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Assegnare i Puntatori
• Modo 1: prendere l'indirizzo di una variabile esistente– il puntatore punterà a quella variabile
• Operatore "ampersand" ( )
• Esempio:
&
double d = 9.0;double *p;
p = &d;
*p = 21.5;printf("%f",*p);
il puntatore ppuntaall'indirizzo dimemoriadove vive lavariabile d
scrivi il valoredi *p .
Cosa scrive?
printf("%f",d);scrivi il valoredi d .
Cosa scrive?
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Operatore & e i tipi
• se y è una var di tipo T...
& yT
T*
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Operatore & e vettori
int numeri[]={10,20,30,40}; int *punt;
punt = & numeri;
errore!numeri nonè mica di tipoint !
(e quindi&numeri nonè di tipoint* )
punt = & (numeri[0]);
scrivere invece:
oppure anche (un'altra scorciatoia sintattica):
punt = numeri;
int i; for (i=0; i<4; i++) { printf("%d ", numeri[i]);}
scriviamo tutti i 4 numeri:
int i; for (i=0; i<4; i++) { printf("%d ", punt++);}
usando i puntatori:
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Altro Esempio
char stringa[]="puntatore"; int i; while (stringa[i]) { stringa[i] = maiuscolo(stringa[i]); i++;}
char stringa[]="Puntatore"; char *p = stringa; while (*p) { *p = maiuscolo( *p ); p++;}
'p'
'u'
'n'
't'
'a'
't'
'o'
'r'
'e'
0
stringa[0]
stringa[1]
stringa[2]
stringa[3]
stringa[4]
stringa[5]
stringa[6]
stringa[7]
stringa[8]
stringa[9]
stringa p
p
p
p
p
p
p
p
p
p
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Uso dei Puntatori come Parametri
• vi ricordate quel problemino?
void raddoppia (int x){ x = x * 2;}
int main(){ int incassi = 5; raddoppia( incassi ); ...}
void raddoppia (int x){ x = x * 2;}
int main(){ int incassi = 5; raddoppia( incassi ); ...}
*
* *
&
Remember: in C i paramatri sono passati per copia !
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Uso dei Puntatori come Parametri
• un'altra motivazione possibile: efficienza
int eta_fra_10_anni (Persona pp){ return pp.eta + 10;}
int eta_fra_10_anni (Persona * pp){ return pp->eta + 10;}
ogni volta che si chiama questa funzione, vengono copiati sizeof(Persona) bytes.
ogni volta che si chiama questa funzione, vengono copiati sizeof(Persona*) bytes.
typedef struct { char nome[20]; char cognome[20]; int eta; Esami* esami_sostenuti[50];} Persona;
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Uso dei Puntatori come Parametri
• un'altra motivazione possibile: efficienzaint eta_fra_10_anni (Persona pp){ return pp.eta + 10;}
int eta_fra_10_anni (Persona * pp){ return pp->eta + 10;}
inefficiente efficiente
In questi casi, però, meglio aggiungere anche la keyword const :
int eta_fra_10_anni (const Persona * pp){ return pp->eta + 10;}
• più informazione presente nel codice per il programmatore (come un commento)• più ottimizzazioni possibili da parte del compilatore• più controllo di errori a tempo di compilazione
(per esempio se per sbaglio si tenta di cambiare il valore del parametro)
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