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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 ospitare.

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1 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 ospitare stringhe lunghe al più N-1 caratteri, perché una cella è destinata al terminatore '\0'. ape\0 s 0123

2 STRINGHE DI CARATTERI Un array di N caratteri può ben essere usato per memorizzare stringhe più corte In questo caso, le celle oltre la k-esima (k essendo la lunghezza della stringa) sono concettualmente vuote: praticamente sono inutilizzate e contengono un valo- re casuale. di\0 s 0123

3 STRINGHE DI CARATTERI Una stringa di caratteri si può inizializzare, come ogni altro array, elencando le singole componenti: char s[4] = {'a', 'p', 'e', '\0'}; oppure anche, più brevemente, con la forma compatta seguente: char s[4] = "ape" ; Il carattere di terminazione ‘\0’ è automaticamente incluso in fondo. Attenzione alla lunghezza!

4 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.

5 ESEMPIO int lunghStr( char s[] ) { int lung=0; for (lung=0; s[lung]!='\0'; lung++); return lung; } Non occorre dare una dimensione esplicita, data la presenza del terminatore.

6 Nel trasferimento di una stringa ad una procedura o 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; for (lung=0; s[lung]!='\0'; lung++); return lung; }

7 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.

8 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 garantire che anche la nuova stringa sia “ben formata”, inserendo esplicitamente il terminatore.

9 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.

10 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

11 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

12 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

13 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 s2 positivo  s2 precede s1 zero  s1 è uguale a s2 la costante stringa continua a capo

14 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”?

15 IL CONTROESEMPIO Perché non fare così? main() { char s[] = "Nel mezzo del cammin di"; char s2[40]; s2 = s; } Perché non dovrebbe funzionare??? PERCHÉ GLI ARRAY NON POSSONO ESSERE MANIPOLATI “IN TOTO” !

16 IL CONTROESEMPIO Perché non fare così? main() { char s[] = "Nel mezzo del cammin di"; char s2[40]; s2 = s; } ERRORE DI COMPILAZIONE: incompatible types in assignment !!

17 ARRAY “VISTI DA VICINO” Concettualmente, un array è una collezione finita di N variabili dello stesso tipo, ognuna identificata da un indice compreso fra 0 e N-1 v 0123 v[0] v[1] v[2] v[3] Praticamente, le cose non stanno proprio così.

18 ARRAY “VISTI DA VICINO” In C un array è in realtà un puntatore costante che punta a un’area di memoria pre-allocata, di dimensione prefissata. Pertanto, il nome dell’array è un sinonimo per il suo indirizzo iniziale: v  &v[0]   v 0123  

19 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 nella sua globalità, in qualunque contesto.

20 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 !!

21 IL CONTROESEMPIO Ecco perché non si compilava! main() { char s[] = "Nel mezzo del cammin di"; char s2[40]; s2 = s; } Questo assegnamento viene interpretato come il tentativo di cambiare l’indirizzo iniziale della stringa s2, cosa eviden- temente impossibile !!!

22 ARRAY PASSATI COME PARAMETRI Poiché un array in C è un puntatore costante che 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 0123  

23 ARRAY PASSATI COME PARAMETRI 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 0123    w

24 ARRAY PASSATI COME PARAMETRI Conclusione: agli occhi dell’utente, l’effetto finale è che l’array passa per riferimento!! v 0123    w

25 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.

26 ESEMPIO Problema: Data una stringa di caratteri, scrivere una funzione che ne calcoli la lunghezza. Codifica: int lunghezza(char s[]) { int lung=0; for (lung=0; s[lung]!='\0'; lung++); return lung; } La dimensione non serve, perché tanto viene passato solo l’indirizzo iniziale (non tutto l’array)

27 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

28 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!!

29 UN’ULTIMA RIFLESSIONE Ma se le due notazioni char *schar s[] sono identiche agli occhi del compilatore, Cosa possiamo dire dei due operatori * e [] ? C’è qualche relazione?

30 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]

31 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!)

32 ARITMETICA DEI PUNTATORI Più in generale: se p è un puntatore a T, e n è un intero positivo, l’espressione p+n denota 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 quella puntata da p.

33 ARITMETICA DEI PUNTATORI q = p+n (n>0) p  q  +n*size size

34 ARITMETICA DEI PUNTATORI Analogamente, se q e p sono puntatori a T, l’espressione q-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 illegali in quanto prive di significato.

35 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 *

36 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);

37 ESEMPIO Il cliente: main() { int max, v[] = {43,12,7,86}; max = findMax(v, 4); } Trasferire esplicitamente la dimensione dell’array è NECESSARIO, in quanto la funzione, ricevendo solo l’indirizzo iniziale, non avrebbe modo di sapere quanto è lungo l’array !

38 ESEMPIO La funzione: int findMax(int v[], int dim) { int i, max; for (max=v[0], i=1; i max) max=v[i]; return max; }

39 ESEMPIO La funzione: int findMax(const int v[], int dim) { int i, max; for (max=v[0], i=1; i max) max=v[i]; 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

40 ESEMPIO La funzione: int findMax(const int *v, int dim) { int i, max; for (max=v[0], i=1; i max) max=v[i]; 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!

41 ESEMPIO Problema: Data una stringa di caratteri, scrivere una funzione che ne calcoli la lunghezza. Codifica: int lunghezza(char s[]) { int lung=0; for (lung=0; s[lung]!='\0'; lung++); return lung; } Nel caso delle stringhe, la dimensione non serve perché può essere dedotta dalla posizione dello ‘\0’

42 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 che s è una copia del- l’indirizzo iniziale della stringa, ergo si può modificare! Sfrutta l’aritmetica dei puntatori

43 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 può essere inglobato.

44 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'; }

45 LIBRERIA SULLE STRINGHE Il C fornisce una nutrita libreria di funzioni per operare sulle stringhe: #include 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 )...

46 ARRAY MULTIDIMENSIONALI È anche possibile definire matrici e, più in generale, 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

47 ARRAY MULTIDIMENSIONALI 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

48 ARRAY MULTIDIMENSIONALI 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]; }

49 ARRAY MULTIDIMENSIONALI 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) {... }

50 ARRAY MULTIDIMENSIONALI Perché occorre specificare le dimensioni successive 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

51 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

52 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 [ ] { { } } ;

53 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 variabile pers strutturata nel modo illustrato.

54 ESEMPI struct punto { int x, y; } p1, p2 ; struct data { int giorno,mese,anno; } d ; p1 e p2 sono fatte ciascuna da due interi di nome x e y d è fatta da tre interi di nome giorno, mese e anno

55 STRUTTURE Una volta definita una variabile struttura, si accede ai singoli campi mediante la notazione 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 comporta e si usa come una normale variabile.

56 UN ALTRO ESEMPIO main(){ struct frutto { char nome[20]; int peso; } f1; struct frutto f2 ;... } Non occorre ripetere l’elenco dei campi perché è implicito nell’etichetta frutto, che è già comparsa sopra.

57 ESEMPIO main(){ struct frutto { char nome[20]; int peso; } 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.

58 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

59 ASSEGNAMENTO FRA STRUTTURE main(){ struct frutto { char nome[20]; int peso; } f1 = {"mela", 70}; struct frutto f2 = {"arancio", 50}; f1 = f2; } Equivale a copiare f2.peso in f1.peso, e f2.nome in f1.nome.

60 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!

61 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 la costante stringa “macedonia” in f.nome. Si crea una nuova struct frutto, la si inizializza e la si restituisce come risultato.

62 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!

63 E INFATTI... main(){ struct string20 { char s[20]; } s1 = {"Paolino Paperino" }, s2 = {"Gastone Fortunato" }; s1 = s2; /* FUNZIONA!! */ }

64 STRUTTURE CHE RACCHIUDONO ARRAY Usando una struttura per “racchiudere” un array, si fornisce all’array esattamente quello che gli mancava: un modo per denotare “il tutto” ossia un “contenitore” dotato di nome, che consenta di riferirsi all’array nella sua globalità.

65 ARGOMENTI DALLA LINEA DI COMANDO Come si è detto più volte, il main è una funzione 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?

66 ARGOMENTI DALLA LINEA DI COMANDO 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° argomento nome del programma II° argomento III° argomento IV° argomento

67 ARGOMENTI DALLA LINEA DI COMANDO 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.

68 ARGOMENTI DALLA 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 Sistema Operativo un codice numerico di errore. Convenzione: 0 = OK, ogni altro valore = un tipo di errore

69 ARGOMENTI DALLA LINEA DI COMANDO 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 argvargv[0] "prog" "pippo" "12" "paperino" "23" (NULL) argv[1] argv[2] argv[3] argv[4] argc 5

70 ARGOMENTI DALLA LINEA DI COMANDO 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 argvargv[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

71 ARGOMENTI DALLA LINEA DI COMANDO 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.

72 ARGOMENTI DALLA LINEA DI COMANDO In Turbo C: Options / Environment / Debugger

73 ARGOMENTI DALLA LINEA DI COMANDO In RHide: Run / Arguments...

74 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.

75 ESEMPIO 1 Codifica int contaMinuscole(char s[]); int main(int argc, char* argv[]) { int sum=0, i; for(i=1; i

76 ESEMPIO 1 Codifica #include /* islower() */ int contaMinuscole(char *s){ int n=0; while (*s) if (islower(*s++)) n++; return n; }

77 ESEMPIO 2 Problema: 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.

78 ESEMPIO 2 Codifica #include 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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