Process synchronization Operating System Puntatori Marco D. Santambrogio – marco.santambrogio@polimi.it Ver. aggiornata al 20 Aprile 2016 © 2005 William Fornaciari

Come rappresento un pixel? Il pixel è Il colore Come ottengo il verde? Con il formato RGB R: 91 G: 191 B: 33 PIXEL = {R, G, B}

Tipi di dati strutturati: pixel struct pixel{ char G; char R; char B; };

Tipi di dati strutturati: pixel struct pixel{ char G; char R; char B; }; struct pixel{ unsigned int G; unsigned int R; unsigned int B; }; THINK BIG!!!

Tipi di dati strutturati struct miastruttura { char campo1; float campo2; int campo3[2]; }; ? miastruttura campo1 campo2 campo3

Definire un nuovo tipo Tipi strutturati: typedef struct { char campo1; float campo2; int campo3[2]; } Record; Record ilMioRecord; 24.56 23 A ilMioRecord 45 ? ilMioRecord campo1 campo2 campo3 ilMioRecord.campo1 = 'A'; ilMioRecord.campo2 = 24.56; ilMioRecord.campo3[0] = 23; ilMioRecord.campo3[1] = 45;

I numeri complessi Il dato “numero complesso” è caratterizzato da una struttura a due campi Parte reale Parte complessa

I numeri complessi Il dato “numero complesso” è caratterizzato da una struttura a due campi Parte reale Parte complessa

I numeri complessi Il dato “numero complesso” è caratterizzato da una struttura a due campi Parte reale Parte complessa Il tipo di dato complesso, si basa su questa struttura

I numeri complessi Mettendo tutto insieme

I numeri complessi Mettendo tutto insieme

Immagini Struttura dati: typedef struct{ int R; int G; int B; } pixel pixel img[30][24]; Ma quanto è grossa immagine? pixel=(int*3) img= pixel*30*24 1 immagine= 2160 interi

Manipoliamo immagine Problema: mettiamo a 0, tutti i pixel con rosso minore di 50 (soglia) Se volessimo scrivere una funzione che risolve il problema dato? Cosa ritorna? NB: una immagine è un insieme di pixel, non un solo dato! Quali sono i parametri di ingresso? void TagliaRossi(pixel immagine[30][24], int soglia);

RICORDIAMO: passaggio per valore Ambiente della funzione somma d1, d2 risultato Quando la funzione termina il valore di risultato in somma viene copiato il risultato nel main Quando invoco la funzione in d1 e d2 vengono copiati i valori di valore1 e valore 2 } /* nel main */ float valore1, valore2; float risultato; risultato=somma(valore1,valore2); valore1, valore2 risultato Ambiente della funzione main

Quindi…. void TagliaRossi(pixel immagine[30][24], int soglia); Perchè? /* nel main */ pixel img[30][24]; int val_soglia; TagliaRossi(img[30][24], val_soglia); Ambiente della funzione TagliaRossi immagine[30][24] soglia Quando invoco la funzione in immagine[30][24] vengono copiati i valori di img[30][24] Perchè? Spreco di memoria: 2160 interi *2 array1=array2 : VIETATO in C img[30][24] val_soglia Ambiente della funzione main

Cosa ci piacerebbe? Avere una sola copia del dato Non vogliamo sprecare spazio Poter accedere a quella copia in maniera sicura Non vogliamo usare variabili globali! Sarebbe troppo alto il rischio di commettere errori! Invece che per copia, ci piacerebbe accedere tramite indirizzo

E quindi (veramente)… Sapendo dove si trova il primo punto pixel img[30][24]; aka: indirizzo primo pixel img[0][0] Con le dimensione della matrice: Righe: 30 Colonne: 24 Possiamo arrivare ad ogni punto (r,c)!!! Indirizzo di img[0][0] + r*Colonne + c &img[0][0] + r*Colonne + c

Obiettivi Puntatori

Obiettivi Puntatori Li conoscete già!!!

Obiettivi Puntatori int main(){ int dato; scanf(“%d”,&dato); }

Variabili e indirizzi int var; &var var 3 int var; 2 &var var 1 Supponiamo che la dichiarazione riservi la zona di memoria all’indirizzo 1 var indica il contenuto della cella di memoria &var indica l’indirizzo della cella di memoria

Puntatori – premessa Dichiarare una variabile significa riservare una zona di memoria composta da diverse celle Il numero di celle dipende dal tipo di dato Ogni cella di memoria ha un indirizzo fisico e: il nome della variabile indica il contenuto della cella di memoria l’operatore & permette di ottenere l’indirizzo di memoria della cella associata alla variabile cui l’operatore è applicato

Puntatore È un tipo di dato che ammette tra i suoi valori un indirizzo di memoria La zona di memoria viene detta “puntata” dalla variabile puntatore La variabile puntatore viene detto che “punta” ad una cella di memoria Quando dichiaro un puntatore si deve anche specificare che tipo di dato viene ospitato nella cella puntata Sintassi: int *p;

Significato int *p; &p p p è una variabile come tutte le altre quindi 3 int *p; 2 &p p 1 p è una variabile come tutte le altre quindi p indica il contenuto della cella di memoria &p indica l’indirizzo di memoria Quello che caratterizza una variabile di tipo puntatore è il fatto che il suo valore è esso stesso un indirizzo di memoria

Deferenziazione Ad una variabile di tipo puntatore posso applicare l’operatore di deferenziazione * *p indica il contenuto della cella puntata da p Se p è un puntatore ad un intero allora *p è una semplice variabile intera int *p; *p=5; /* OK. *p è un intero */ p=5; /* errore. p è un puntatore */ Attenzione! Il simbolo * lo uso sia nella dichiarazione che nella deferenziazione

Operazioni A una variabile di tipo puntatore posso assegnare un indirizzo di memoria int x; int *p; x=5; p=&x; /* *p vale 5 */ p punterà alla zona di memoria in cui è memorizzato il valore di x Ad una variabile puntatore non viene mai assegnato una costante 3 1 &p p 2 &x 1 5 x

Pointer Fun with Binky This is document 104 in the Stanford CS Education Library. Please see http://cslibrary.stanford.edu/  for this and other free educational materials. Copyright Nick Parlante 1999.

Passaggio per INDIRIZZO All’atto della chiamata l’indirizzo dei parametri attuali viene associato ai parametri formali il parametro attuale e il parametro formale si riferiscono alla stessa cella di memoria Il sottoprogramma in esecuzione lavora nel suo ambiente sui parametri formali (e di conseguenza anche sui parametri attuali) ogni modifica sul parametro formale è una modifica del corrispondente parametro attuale Gli effetti del sottoprogramma si manifestano nel chiamante con modifiche al suo ambiente locale di esecuzione

Esempio: passaggio per indirizzo float circonferenza(float *raggio) { float circ; circ = *raggio * 3.14; *raggio = 7; /*istruzione senza senso, voglio solo vedere cosa succede modificando il valore di un paramentro formale*/ return circ; } /* nel main */ float c,r=5; c=circonferenza(&r); /*attenzione! D’ora in poi r vale 7 */ Ambiente della funzione circonferenza raggio circ Quando invoco la funzione in raggio viene copiato l’indirizzo di r. Quindi *raggio e r sono la stessa cosa Quando la funzione termina il valore di circ in circonferenza viene copiato in c nel main r c Ambiente della funzione main

Esempio: scambio valori Si scriva una funzione in C che, dati due valori interi, gli restituisce scambiati

Esempio: scambio di 2 valori interi void swap (int p, int q) { int temp; temp = p; p = q; q = temp; } Nel main: swap(a,b) p a 3 3 b q 7 7 temp

Esempio: scambio di 2 valori interi void swap (int p, int q) { int temp; temp = p; p = q; q = temp; } Nel main: swap(a,b) p a 3 3 b q 7 7 temp 3

Esempio: scambio di 2 valori interi void swap (int p, int q) { int temp; temp = p; p = q; q = temp; } Nel main: swap(a,b) p a 3 7 b q 7 7 temp 3

Esempio: scambio di 2 valori interi void swap (int p, int q) { int temp; temp = p; p = q; q = temp; } Nel main: swap(a,b) p a 3 7 b q 7 3 temp 3

Esempio: scambio di 2 valori interi void swap (int p, int q) { int temp; temp = p; p = q; q = temp; } Nel main: swap(a,b) p a 3 7 b q 7 3 temp Al termine dell’esecuzione di swap le variabili nel main restano inalterate! 3

Esempio: scambio di 2 valori interi void swap (int *p, int *q){ int temp; temp = *p; *p = *q; *q = temp; } Nel main: swap(&a, &b) p a 3 b q 7 temp

Esempio: scambio di 2 valori interi void swap (int *p, int *q){ int temp; temp = *p; *p = *q; *q = temp; } Nel main: swap(&a, &b) p a 3 b q 7 temp 3

Esempio: scambio di 2 valori interi void swap (int *p, int *q){ int temp; temp = *p; *p = *q; *q = temp; } Nel main: swap(&a, &b) p a 7 b q 7 temp 3

Esempio: scambio di 2 valori interi void swap (int *p, int *q){ int temp; temp = *p; *p = *q; *q = temp; } Nel main: swap(&a, &b) p a 7 b q 3 temp 3

Esempio: scambio di 2 valori interi void swap (int *p, int *q){ int temp; temp = *p; *p = *q; *q = temp; } Nel main: swap(&a, &b) p a 7 b q 3 temp Al termine dell’esecuzione di swap le variabili nel main vengono modificate 3

Particolarità delle stringhe Il nome dell’array rappresenta l’indirizzo del suo primo elemento, perciò quando ci si vuole riferire all’intero array nella scanf non si mette il simbolo &! scanf("%s", stringa); Questa scanf legge in input i caratteri fino a quando trova il carattere “blank” (lo spazio), o l’invio NOTA: se nel buffer si trova una stringa “troppo lunga”, essa è memorizzata oltre la fine dell’array !!! Ed è un errore grave !!! Attenzione! Gli array (TUTTI) sono sempre passati per indirizzo. Una variabile di tipo array, infatti, è per definizione un puntatore

Problema: copia stringhe Si scriva un programma in C che, data una stringa, la copia in una seconda stringa

Copia stringhe: dati e inserimento

Copia stringhe: dati e inserimento

Copia stringhe: dati e inserimento Attenzione! Gli array (TUTTI) sono sempre passati per indirizzo. Una variabile di tipo array, infatti, è per definizione un puntatore

Copia stringhe: dati e inserimento #define DIM 5 […] char stringa1[DIM];

Copia stringhe: lunghezza

Copia stringhe: lunghezza

Copia stringhe: lunghezza v2

Copia stringhe: copia elementi

Copia stringhe: copia elementi

Copia stringhe: tutto insieme

E se usassimo le librerie?

Problema: copia stringhe

Ecco perché string.h!!!

Problema: copia stringhe

Operazioni su stringhe char str1[32]; / str1 ha spazio per 32 char. / char str2[64]; / str2 ha spazio per 64 char. / / inizializza str1 con la stringa "alfa" / strcpy(str1, "alfa"); / str1 contiene "alfa" / / copia str1 in str2 / strcpy(str2, str1); / str2 contiene "alfa" / / lunghezza di str1 / x = strlen(str1); / x assume valore 4 / / scrivi str1 su standard output / printf("%s", str1); / scrive str1 su stdout / / leggi str1 da standard input / scanf("%s", str1); / str1 “riceve” da stdin /

Operazioni su stringhe char str1[32]; char str2[64]; scanf("%s", str1); > ciao / ora str1 contiene "ciao" / strcpy(str2, str1);/ str2 riceve "ciao"/ val = strlen(str2); / val = 4 / printf("%s\n", str2); > ciao / stampa "ciao" / Attenzione: strlen("") vale 0 !

Fonti per lo studio + Credits Binky Pointer Fun Video: http://cslibrary.stanford.edu/104/ Credits Gianluca Palermo