Process synchronization Operating System Funzioni e Procedure Marco D. Santambrogio – marco.santambrogio@polimi.it Ver. aggiornata al 21 Nov2014 © 2005 William Fornaciari

Obiettivi Funzioni Scope delle variabili

La calcolatrice! Problema Si scriva un programma in C che, dati due numeri, permette all’utente di calcolarne la somma, sottrazione, moltiplicazione, e la divisione tra essi L’utente, per ogni coppia di numeri inseriti, potrà eseguire una e una sola operazione

Prima osservazione: i dati! Definizione dei dati su cui devo lavorare Quanti dati mi servono? Di che tipo devono essere? Come gestisco l’operazione?

Ragioniamo sul fIusso Inserire i dati (numeri e operazione) Verificare che l’inserimento dei dati sia corretto Sulla base dell’operazione selezionata, eseguire la funzione richiesta Mostrare il risultato Questo NON e’ un algoritmo!!!! Non e’ “non ambiguo” I passi non sono atomici

Una prima soluzione Problema con i char

Una 1ma sol corretta ;) E qui cosa succede?

IF annidati

Osservazioni Quando abbiamo ragionato sul flusso, abbiamo detto: Sulla base dell’operazione selezionata, eseguire la funzione richiesta Quali sono le funzioni che potremmo definire? somma, sottrazione, divisione e moltiplicazione In C, queste vengo chiamate anche sottoprogrammi

Sottoprogrammi Un sottoprogramma è: un insieme di istruzioni dotato di nome descritto (definito) una sola volta attivabile (richiamabile o invocabile) all’interno del programma o di un altro sottoprogramma Alcuni sottoprogrammi sono già definiti si pensi alla scanf e alla printf dietro a questi nomi vi sono una serie di istruzioni in grado di, rispettivamente, intercettare la pressione dei tasti e di visualizzare un carattere sullo schermo chi richiama queste funzioni non si preoccupa di come sono fatte, basta sapere solo cosa fanno (visione black box)

Sottoprogrammi: motivazioni Astrazione e leggibilità: enucleano parti di codice, nascondendo dettagli algoritmici e di codifica il nome di programma si presenta come “un’operazione elementare” Strutturazione e scomposizione funzionale del programma: consentono una stesura del programma che riflette un’analisi funzionale del problema Collaudo: verifica di correttezza della soluzione facilitata dal poter verificare la correttezza prima dei singoli sottoprogrammi e poi dell’intero programma visto come insieme di chiamate che si scambiano informazioni Compattezza ed efficienza del codice: si evita di ripetere sequenze di istruzioni in più parti del programma Modificabilità: una sola modifica vale per tutte le attivazioni del sottoprogramma Riuso: sottoprogrammi non troppo specifici possono essere raccolti in librerie utilizzabili da programmi diversi

Funzioni e procedure I sottoprogrammi si differenziano per la logica di definizione per l’uso e per la modalità di chiamata e possono essere di tipo funzionale di tipo procedurale Sottoprogrammi di tipo funzionale (funzioni) possono essere considerati una astrazione di valore l’invocazione della funzione associa al nome della funzione il valore del risultato calcolato dal sottoprogramma Sottoprogrammi di tipo procedurale (procedure) possono essere considerati una astrazione di operazioni l’invocazione della procedura è associata all’esecuzione delle istruzioni del sottoprogramma che realizzano l’operazione specificata dal sottoprogramma Ad esempio: leggi(A,B); /* procedura*/ risultato = somma(A,B); /* funzione*/

Funzioni e procedure in C In C esistono solo le funzioni Le procedure sono particolari funzioni che non restituiscono nulla (VOID) Quindi parleremo solo di funzioni intendendo sia le funzioni che le procedure Definire una funzione secondo il linguaggio C implica: dichiarazione del prototipo della funzione (nella sezione dichiarativa) definizione della funzione invocazione o chiamata della funzione (nel codice che necessita della funzioni)

Dichiarazione del prototipo Il prototipo definisce: il nome della funzione il tipo (funzione, procedura) il tipo dei parametri in ingresso e in uscita Chi utilizzerà la funzione dovrà rispettare la sintassi definita nel prototipo Prototipo funzione <tipo_ris> <nome_funz> (<lista tipi dei parametri>); Prototipo procedura (void è una parola chiave del C che indica assenza di tipo) void <nome_funz> (<lista tipi dei parametri>);

Definizione del sottoprogramma La definizione del sottoprogramma va messa dopo il main. Ha la stessa struttura del main (anche il main, come sappiamo è una funzione): Una parte dichiarativa Una parte esecutiva <tipo> <nome> (tipo par_for1, tipo par_for2 ...) { parte dichiarativa locale parte esecutiva } <tipo> <nome> (tipo par_for1, tipo par_for2 ...) è la testata della funzione par_for1, par_for2 sono i nomi dei parametri formali della funzione, il cui tipo deve corrispondere in modo ordinato ai tipi elencati nella dichiarazione del prototipo

Parametri formali Parametri Formali: Le funzioni in C sono funzioni in senso matematico, il tipo del valore di ritorno definisce il Codominio mentre i valori possibili dei parametri in ingresso corrispondono al Dominio Parametri Formali: Rappresentano un riferimento simbolico (identificatori) a oggetti utilizzati all’interno della funzione Sono utilizzati dalla funzione come se fossero variabili dichiarate localmente Il valore iniziale di parametri formali viene definito all’atto della chiamata della funzione tramite i parametri attuali (passaggio di parametri)

Istruzione return Parola chiave C utilizzata solo nelle funzioni Sintassi return <espressione> È l’ultima istruzione di una funzione e indica: il punto in cui il controllo torna al chiamante il valore restituito In una funzione deve esserci almeno un’istruzione di return possono esserci più istruzioni di return ma in alternativa la funzione può restituire un solo valore

Chimante/Chiamato All’atto della chiamata, il controllo dell’esecuzione passa dal chiamante al chiamato Il codice del chiamato viene eseguito Al termine dell’esecuzione il controllo ritorna al chiamante, all’istruzione successiva a quella della chiamata codice chiamante Inizio programma Istruzione 1 Istruzione 2 Chiama funzione Istruzione 3 Passaggio del controllo Ritorno del controllo funzione chiamata Istruzione 1 Istruzione 2 Istruzione 3 Istruzione 4 return

Invocazione o chiamata Nel corpo del main o di un’altra funzione indica il punto in cui va eseguita la parte del codice presente nella definizione di funzione Invocazione di funzione come operando in una espressione <espressione> = <… nomefunzione(par_att1 …)…>; Invocazione di procedura come un’istruzione nomeprocedura(par_att1, …); In entrambi i casi: par_att1,… sono i parametri attuali che devono corrispondere per ordine e per tipo ai parametri formali I parametri attuali possono essere variabili, costanti o espressioni definite nell’ambiente chiamante, i cui valori all’atto della chiamata vengono copiati nei parametri formali

Passaggio dei parametri Il passaggio dei parametri consiste nell’associare, all’atto delle chiamata di un sottoprogramma, ai parametri formali i parametri attuali Se il prototipo di una funzione è float circonferenza (float raggio); Invocare questa funzione significa eseguire l’istruzione c = circonferenza(5.0); In questo modo la variabile raggio (il parametro formale) assumerà per quella particolare invocazione il valore 5 (il parametro attuale). Lo scambio di informazioni con passaggio dei parametri tra chiamante e chiamato può avvenire in due modi: Passaggio per valore Passaggio per indirizzo

Passaggio per VALORE All’atto della chiamata il valore del parametro attuale viene copiato nelle celle di memoria del corrispondente parametro formale. Il parametro formale e il parametro attuale si riferiscono a due diverse celle di memoria Il sottoprogramma in esecuzione lavora nel suo ambiente e quindi sui parametri formali I parametri attuali non vengono modificati

La calcolatrice con le funzioni - prototipi Le chiamate

La calcolatrice con le funzioni – le funzioni

Esempio: passaggio per valore Ambiente della funzione somma d1, d2 risultato Quando la funzione termina il valore di risultato in smma viene copiato in 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

Scope delle variabili

Visibilità Visibilità di un identificatore: indicazione della parte del programma in cui tale identificatore può essere usato Ambiente globale del programma insieme di identificatori (tipi, costanti, variabili) definiti nella parte dichiarativa globale regole di visibilità: visibili a tutte le funzioni del programma Ambiente locale di una funzione insieme di identificatori definiti nella parte dichiarativa locale e degli identificatori definiti nella testata (parametri formali) Regole di visibilità: visibili alla funzione e ai blocchi in essa contenuti Ambiente di blocco insieme di identificatori definiti nella parte dichiarativa locale del blocco regole di visibilità: visibili al blocco e ai blocchi in esso contenuti

Esempi int x; f() { int y; y=1; } g(int y, char z) int k; int l; … f(int x) La visibilità di y si estende dal punto di dichiarazione fino alla fine del blocco di appartenenza y e z locali alla funzione g,con visibilità nel blocco racchiuso da parentesi graffe k e l hanno la stessa visibilità Errata! Si tenta di definire due volte la variabile locale x nello stesso blocco

Mascheramento (shadowing) Un nome ridefinito all’interno di un blocco nasconde il significato precedente di quel nome Tale significato è ripristinato all’uscita del blocco più interno In caso di omonimia di identificatori in ambienti diversi è visibile quello dell’ambiente più “vicino”

Visibilità main f1 g1,g2,g3 Livello globale a,b a,c blocco1 a,d char g1, g2, g3; main() { int a, b; … {/*blcco1*/ double a,c; } void f1(){ {/*blocco2*/ char a,d; {/*blocco3*/ float d Livello globale main f1 g1,g2,g3 a,b a,c a,d d blocco1 blocco2 blocco3

Torniamo alla calcolatrice Verifichiamo gli ingressi?

Non possiamo fare di meglio?

Selezione multipla Operazione e’ uguale in tutti i casi Non posso evitare di ripetere operazione ==

Lo switch Lo switch ci permette una alternativa al come selezionare la prossima istruzione da eseguire Lo switch valuta una espressione, quindi cerca di confrontare un valore con diversi possibili cases switch ( expression ){ case value1 : statement-list1 case value2 : statement-list2 case value3 : statement-list3 case ... }

Lo switch Ciascun case contiene un valore (value) e una lista di istruzioni (statement) Il flusso di controllo si traferisce attraverso tutte le istruzioni, partendo dal primo case che “corrisponde” switch ( expression ){ case value1 : statement-list1 case value2 : statement-list2 case value3 : statement-list3 case ... }

La calcolatrice con lo switch

Piccolo problema…

Perche’??? Flusso

Lo switch ed il break

Zoom Flusso

Lo switch: default

Per casa: coefficiente binomiale Il numero di scelte di k oggetti fra quelli che costituiscono un insieme di n elementi Quindi il numero dei sottoinsiemi di k elementi di un dato insieme di n oggetti, è dato dal cosiddetto coefficiente binomiale:

Fonti per lo studio + Credits Gianluca Palermo