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G. Amodeo, C. Gaibisso Programmazione di Calcolatori Lezione XVIII Le matrici Programmazione di Calcolatori: le matrici 1.

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2 G. Amodeo, C. Gaibisso Programmazione di Calcolatori Lezione XVIII Le matrici Programmazione di Calcolatori: le matrici 1

3 G. Amodeo, C. Gaibisso Matrici Programmazione di Calcolatori: le matrici2 Matrice (bidimensionale) di n x m elementi: definisce una corrispondenza biunivoca tra un insieme omogeneo di n x m elementi e linsieme di coppie di interi {(0,0), (0,1), …., (n-1, m-1)} Esempio: Matricedi 5 x 2 interi (0,0) (1,0) (2,0) (3,0) (4,0) (0,1) (1,1) (2,1) (3,1) (4,1)

4 G. Amodeo, C. Gaibisso Definizione di una matrice Programmazione di Calcolatori: le matrici3 tipo Mat **nome Mat Definizione: tipo Mat nome Mat [nro righe ] [nro col ] Modifiche allo stato della memoria: nro righe *sizeof(tipo Mat *) Espressioni costante intere nro col *sizeof(tipo Mat ) nro righe

5 G. Amodeo, C. Gaibisso Definizione di una matrice Programmazione di Calcolatori: le matrici4 Assumiamo: sizeof(int) = 4 sizeof (int *) = 2 Definizione della matrice: int MatInt[2][3]; Effetto: int **MatInt int ** 4 4 3* int int * 2 2

6 G. Amodeo, C. Gaibisso Definizione di una matrice Programmazione di Calcolatori: le matrici5 Assumiamo: sizeof(int) = 4 sizeof (int *) = 2 Definizione della matrice: int MatInt[2][3]; Effetto: int **MatInt int int

7 G. Amodeo, C. Gaibisso Accesso agli elementi di una matrice Programmazione di Calcolatori: le matrici6 Indirizzo: nome Mat nome Mat +1 *(nome Mat +1) *(nome Mat +1)+1 *(nome Mat +1)+nro col -1 *nome Mat *nome Mat +1 *nome Mat +nro col -1 *(nome Mat + nro righe -1) *(nome Mat + nro righe -1)+1 *(nome Mat + nro righe – 1)+nro col -1 tipo Mat **nome Mat nome Mat + nro righe – 1

8 G. Amodeo, C. Gaibisso Accesso agli elementi di una matrice Programmazione di Calcolatori: le matrici7 Contenuto: *(*(nome Mat +1) ) *(*(nome Mat +1)+1) *(*(nome Mat +1)+nro col -1) *(*nome Mat ) *(*nome Mat +1) *(*nome Mat +nro col -1) *(*(nome Mat + nro righe -1) ) *(*(nome Mat + nro righe -1)+1) *(*(nome Mat + nro righe – 1)+nro col -1) nome Mat nome Mat +1 tipo Mat **nome Mat nome Mat + nro righe – 1

9 G. Amodeo, C. Gaibisso Accesso agli elementi di una matrice Programmazione di Calcolatori: le matrici8 Nome: nome Mat [indice riga ][indice col ] 0 espressione a valore intero nro righe -1 0 espressione a valore intero nro col -1 *(*(nome Mat + indice riga )+indice col ) 0 espressione a valore intero nro righe -1 0 espressione a valore intero nro col -1 Indirizzo:

10 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite staticamente Programmazione di Calcolatori: le matrici9 // sorgente: Lezione_XVIII\StatMatIOInd.c // illustra le modalità di acquisizione e restituzione di una matrice // definita staticamente tramite lindirizzo dei suoi elementi // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // di interesse generale #include // chiamante int main () { // definisce una matrice di interi di dimensione 2x3 int Mat[2][3]; // definisce due variabili per l'indice di riga e l'indice di colonna size_t riga, col; Continua …

11 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite staticamente Programmazione di Calcolatori: le matrici10 Continua … // acquisisce il contenuto della matrice // scandisce le righe della matrice for (riga = 0; riga < 2; riga = riga+1) // scandisce le colonne della matrice for (col = 0; col < 3; col = col+1) { // acquisisce l'elemento di posizione (riga, col) printf("\nMat[%d][%d]: ", riga, col); scanf("%d", *(Mat + riga)+col); }; // restituisce il contenuto della matrice // scandisce le righe della matrice for (riga = 0; riga < 2; riga = riga+1) // scandisce le colonne della matrice for (col = 0; col < 3; col = col+1) // restituisce l'elemento di posizione (riga, col) printf("\nMat[%d][%d]: %d", riga, col, *(*(Mat + riga)+col)); return(0); }

12 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite staticamente Programmazione di Calcolatori: le matrici11 Compilazione: Esecuzione:

13 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite staticamente Programmazione di Calcolatori: le matrici12 // sorgente: Lezione_XVIII\StatMatIONome.c // illustra le modalità di acquisizione e restituzione di una matrice // definita staticamente tramite il nome dei suoi elementi // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include // inclusione del file di intestazione della libreria standard che // contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni di funzioni // di interesse generale #include

14 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite staticamente Programmazione di Calcolatori: le matrici13 Continua … // acquisisce il contenuto della matrice // scandisce le righe della matrice for (riga = 0; riga < 2; riga = riga+1) // scandisce le colonne della matrice for (col = 0; col < 3; col = col+1) { // acquisisce l'elemento di posizione (riga, col) printf("\nMat[%d][%d]: ", riga, col); scanf("%d", &Mat[riga][col]); }; // restituisce il contenuto della matrice // scandisce le righe della matrice for (riga = 0; riga < 2; riga = riga+1) // scandisce le colonne della matrice for (col = 0; col < 3; col = col+1) // restituisce l'elemento di posizione (riga, col) printf("\nMat[%d][%d]: %d", riga, col, Mat[riga][col]); return(0); }

15 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite staticamente Programmazione di Calcolatori: le matrici14 Compilazione: Esecuzione:

16 G. Amodeo, C. Gaibisso Allocazione statica di matrici Programmazione di Calcolatori: le matrici15 Problemi: -non riesco a gestire situazioni nelle quali la dimensione della matrice è nota a run-time -non riesco a gestire situazioni nelle quali la dimensione della matrice varia a run-time Soluzione: riprodurre le modifiche allo stato della memoria innescate dalla definizione statica di una matrice attraverso le funzioni di allocazione dinamica rese disponibili dal C

17 G. Amodeo, C. Gaibisso Allocazione dinamica di una matrice Programmazione di Calcolatori: le matrici16 tipo Mat **nome Mat Modifiche allo stato della memoria: nro righe *sizeof(tipo Mat *) nro col *sizeof(tipo Mat ) nro righe // definisce la // variabile di // accesso alla // matrice tipo Mat **nome Mat ; // inizializza tale variabile con l'indirizzo // di un vettore di indirizzi di variabili intere // di dimensione pari al numero delle righe nome Mat = (tipo Mat **) malloc(nro righe *sizeof(tipo Mat *)) // inizializza ogni elemento del vettore con // l'indirizzo di accesso ad un vettore di variabili // intere di dimensione pari al numero delle // colonne for(riga=0; riga < nro righe ; riga++) nome Mat [riga] = (tipo Mat *) malloc(nro col *sizeof(tipo Mat ));

18 G. Amodeo, C. Gaibisso Rilascio della memoria Programmazione di Calcolatori: le matrici17 Modifiche allo stato della memoria: tipo Mat **nome Mat nro righe *sizeof(*tipo Mat ) nro col *sizeof(tipo Mat ) nro righe // rilascia la memoria allocata per // le variabili di accesso alle righe della matrice free(nome Mat ); // rilascia la memoria allocata per le righe della // matrice for(riga=0; riga < nro righe ; riga++) free(nome Mat [riga]);

19 G. Amodeo, C. Gaibisso Le Matrici e le funzioni Programmazione di Calcolatori: le matrici18 Le matrici come parametri formali: tipo fun nome fun (…, tipo Mat ** nome Mat, …) { … }; Le matrici come parametri attuali: nome fun (…, nome Mat, …)

20 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite dinamicamente Programmazione di Calcolatori: le matrici19 // sorgente: Lezione_XVIII\DinMatIONome.c // illustra le modalità di allocazione dinamica, di acquisizione e di // restituzione, e di rilascio della memoria per una matrice di interi // inclusione del file di intestazione della libreria standard // che contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni // di funzioni e tipi funzionali alle varie operazioni di I/O #include // inclusione del file di intestazione della libreria standard // che contiene definizioni di macro, costanti e dichiarazioni // di funzioni di interesse generale #include Continua …

21 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite dinamicamente Programmazione di Calcolatori: le matrici20 Continua … // funzione per il recupero della memoria allocata per una matrice di // righe x colonne interi void FreeMatInt(int **Mat, size_t righe) { // definisce una variabile per l'indice di riga size_t riga; // rilascia la memoria allocata per ognuna delle righe della matrice for(riga=0; riga< righe; riga++) free(Mat[riga]); // rilascia la memoria allocata per le variabili di accesso alle righe // della matrice free(Mat); }; Continua …

22 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite dinamicamente Programmazione di Calcolatori: le matrici21 Continua … // funzione per l'allocazione di una matrice di righe x colonne interi int **AllMatInt(size_t righe, size_t colonne) { // definisce una variabile per l'indirizzo di accesso alla matrice e una // per lindice di riga int** Mat; size_t riga; // inizializza la variabile di accesso alla matrice con l'indirizzo di // un vettore di riferimenti a variabili intere di dimensione pari al // numero delle righe Mat = (int **)malloc(righe*sizeof(int *)); // verifica l'esito della inizializzazione, e se negativo termina if (Mat == NULL) return(NULL); Continua …

23 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite dinamicamente Programmazione di Calcolatori: le matrici22 Continua … // inizializza ogni elemento del vettore con l'indirizzo di un vettore // di variabili intere di dimensione pari al numero delle colonne for(riga=0; riga< righe; riga++) { Mat[riga] = (int *)malloc(colonne*sizeof(int)); // verifica l'esito della inizializzazione, e se negativo rilascia tutta la // memoria allocata fino a quel momento e termina if (Mat[riga] == NULL) { FreeMatInt(Mat, riga-1); return(NULL); }; // restituisce l'indirizzo di accesso alla matrice return(Mat); }; Continua …

24 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite dinamicamente Programmazione di Calcolatori: le matrici23 Continua … // funzione per l'acquisizione del contenuto di una matrice void AcqMatInt(int **Mat, size_t dim_righe, size_t dim_col) { // definizione delle variabili per l'indice di riga e quello di colonna size_t riga, col; // scandisce le righe della matrice for (riga = 0; riga < dim_righe; riga = riga+1) // scandisce le colonne della matrice for (col = 0; col < dim_col; col = col+1) { // acquisisce l'elemento della matrice printf("\nMat[%d][%d]: ", riga, col); scanf("%d", &(Mat[riga][col])); }; Continua …

25 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite dinamicamente Programmazione di Calcolatori: le matrici24 Continua … // funzione per la restituzione del contenuto di una matrice void ResMatInt(int **Mat, size_t dim_righe, size_t dim_col) { // definizione delle variabili per l'indice di riga e quello di colonna size_t riga, col; // scandisce le righe della matrice for (riga = 0; riga < dim_righe; riga = riga+1) // scandisce le righe della matrice for (col = 0; col < dim_col; col = col+1) // visualizza l'elemento printf("\nMat[%d][%d]: %d", riga, col, Mat[riga][col]); }; Continua …

26 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite dinamicamente Programmazione di Calcolatori: le matrici25 Continua … // chiamante int main () { // definisce le variabile per l'indirizzo di accesso alla matrice // e per il numero di righe e di colonne int** Matrice; size_t nro_righe, nro_col; // acquisisce il numero delle righe e delle colonne della matrice printf("Nro righe? "); scanf("%d", &nro_righe); printf("Nro colonne? "); scanf("%d", &nro_col); // alloca memoria per la matrice e ne assegna l'indirizzo alla variabile // preposta Matrice = AllMatInt(nro_righe, nro_col); // verifica l'esito dell'allocazione, se negativo termina if (Matrice == NULL) { printf("\nAllocazione di memoria fallita"); return(0); }; // acquisisce, e successivamente restituisce, il contenuto della matrice AcqMatInt(Matrice, nro_righe, nro_col); ResMatInt(Matrice, nro_righe, nro_col); // rilascia la memoria allocata per la matrice FreeMatInt(Matrice, nro_righe); return(1); };

27 G. Amodeo, C. Gaibisso I/O di matrici definite dinamicamente Programmazione di Calcolatori: le matrici26 Compilazione: Esecuzione:


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