© Piero Demichelis Tipi strutturati I tipi considerati finora hanno la caratteristica comune di non essere strutturati: ogni elemento è una singola entità.

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1 © Piero Demichelis Tipi strutturati I tipi considerati finora hanno la caratteristica comune di non essere strutturati: ogni elemento è una singola entità. Se il programma deve trattare collezioni di dati, anche se sono dello stesso tipo, a ognuno deve essere associato un identificatore. Supponendo di dover gestire le paghe in una ditta di 3000 dipendenti sarebbe necessario definire 3000 variabili diverse, del tipo: operaio1, operaio2,...., impiegato1, impiegato2,....., ecc. 1

2 © Piero Demichelis 2 Tipi strutturati I linguaggi ad alto livello permettono di ovviare a questo inconveniente con i tipi strutturati, caratterizzati sia dal tipo dei loro componenti che dai legami strutturali tra i componenti stessi, cioè dal metodo di strutturazione. Il linguaggio C, anche in questo caso, si presenta ambivalente: permette di creare dati aggregati, senza peraltro che questi costituiscano dei tipi nell'accezione classica. Infatti l'organizzazione strutturale dei dati e le modalità di accesso ai singoli elementi che costituiscono la struttura non vengono nascoste all'utente, che invece può interagire con esse in piena libertà.

3 © Piero Demichelis 3 Vettori Il vettore è una collezione di variabili tutte dello stesso tipo (detto appunto tipo base) di lunghezza prefissata. Questa collezione di variabili è individuata da un unico nome, il nome appunto del vettore. Ogni elemento del vettore è detto componente ed è individuato dal nome del vettore seguito da un indice posto tra parentesi quadre. L'indice può essere solo di tipo intero o enumerato e determina la posizione dell'elemento nel vettore.

4 © Piero Demichelis 4 Vettori L'intervallo dei valori assunti dall'indice determina la dimensione del vettore, che deve essere limitata. Definizione generale di vettore: tipo_componente nome_vettore [numero_componenti]; tipo_componente può essere un qualunque tipo semplice, nome_vettore è il nome da attribuire al vettore, numero_componenti, racchiuso tra parentesi quadre, è il numero di elementi che costituiscono il vettore e pertanto deve essere un intero o un'espressione costante di tipo intero.

5 © Piero Demichelis 5 Vettori L'indice del vettore può assumere valori compresi tra 0 e numero_componenti – 1. L'indice corrisponde pertanto alla posizione nel vettore dell’elemento a cui è associato, rispetto al primo. Gli elementi del vettore sono memorizzati in celle di memoria contigue (successive)! Vettore a (di 5 elementi): a[0] a[1] a[2] a[3] a[4]

6 © Piero Demichelis 6 Vettori Esempi di definizioni di vettore: #define NUM_MATERIE 20 char s[8]; double giornate[167]; int voti_ottenuti[NUM_MATERIE]; La variabile s è un vettore di 8 elementi: equivale alle 8 variabili di tipo char: s[0], s[1], s[2], s[3], s[4], s[5], s[6], s[7]. La variabile giornate è un vettore di 167 elementi di tipo double il cui indice può variare tra 0 e 166. La variabile voti_ottenuti è un vettore di 20 elementi di tipo intero il cui indice può variare tra 0 e 19.

7 © Piero Demichelis 7 Inizializzazione di un vettore E’ possibile assegnare un valore iniziale ad un vettore al momento della sua definizione. L’operazione consiste nell’indicare i valori degli elementi del vettore separati tra loro da virgola. Sintassi (per un vettore di N elementi): = {,,...,, }; Esempio: int lista[4] = { 2, 0, -1, 5 };

8 © Piero Demichelis 8 Inizializzazione di un vettore NOTA: se vengono specificati meno di N elementi, l’inizializzazione comincia comunque a partire dal primo valore e lascia non assegnati i rimanenti. Esempi: int s[4] = {2, 0, -1}; /* s[0]=2, s[1]=0, s[2]=-1, s[3]=? */ char p[5] = {‘a’, ‘b’, ‘c’}; /* p[0]=‘a’, p[1]=‘b’, p[2]=‘c’, p[3]=?, p[4]=? */ double d[2] = {2.56}; /* d[0]=2.56, d[1]=? */

9 © Piero Demichelis 9 Vettori e indici L’indice, che definisce la posizione di un elemento di un vettore, DEVE essere rigorosamente un intero! Può ovviamente anche essere un’espressione, più o meno complessa, purché con risultato intero. Esempio: double x, a[30]; /* a vettore di double */ int i, j, k;............. x = a[2*i+j-k]; /* espressione aritmetica per l’indice */

10 © Piero Demichelis 10 Vettori e cicli I cicli sono particolarmente utili per “scandire” un vettore. Utilizzo tipico: applicazione iterativa di un’operazione sugli elementi di un vettore. Schema: int data[10], ind;............. for (ind=0; ind<10; ind++) { elaborazione dell’elemento data[ind] } Ad ogni ciclo è interessato l’elemento individuato dall’indice ind.

11 © Piero Demichelis 11 Vettori Non ci sono operatori che agiscono sul vettore nel suo complesso: non è lecito pertanto l'assegnamento di un vettore ad un altro vettore!!!!! Se vett_x e vett_y sono vettori, l'istruzione: vett_x = vett_y; è errata anche se vett_x e vett_y sono dello stesso tipo. Per trasferire un vettore in un altro occorre copiare un elemento per volta. !!!!!

12 © Piero Demichelis 12 Vettori Esempio: copia il vettore vett_iniz nel vettore vett_fin #include #define NUMDATI 5 int vett_iniz[NUMDATI] = {11, -2, -63, 4, 15}; int vett_fin[NUMDATI], indice; main() { for (indice = 0; indice < NUMDATI; indice++) vett_fin[indice] = vett_iniz[indice]; }

13 © Piero Demichelis 13 Vettori Sugli elementi del vettore agiscono gli operatori previsti per il tipo_componente. Pertanto è lecito scrivere: valor_fin = vett_x[m1] + vett_y[m2]; purché, naturalmente, valor_fin, il vettore vett_x e il vettore vett_y siano dello stesso tipo. Il tempo necessario per accedere a un elemento di un vettore è indipendente dal valore dell'indice: il vettore è pertanto una struttura ad accesso casuale

14 © Piero Demichelis 14 Esempio Leggere 10 valori da tastiera e memorizzarli in un vettore; quindi calcolarne il minimo ed il massimo. Pseudocodice: ­ Con un indice ind che varia tra 0 e 9: legge un dato e lo salva in vettdati[ind]; ­ Inizializzo la variabile massimo e la variabile minimo col primo elemento del vettore vettdati[0]; ­ Con un indice ind che varia tra 1 e 9: se vettdati[ind] è più grande di massimo: massimo vettdati[ind]; altrimenti se vettdati[ind] è più piccolo di minimo: minimo vettdati[ind]; ­ Visualizza massimo e minimo

15 © Piero Demichelis 15 Esempio #include #define NUMDATI 10 main() { int minimo, massimo, ind; int vettdati[NUMDATI]; /* lettura dei dati */ for (ind = 0; ind < NUMDATI; ind++) { printf (“\nIntroduci vettdati[%d]: ", ind); scanf ("%d", &vettdati[ind]); }

16 © Piero Demichelis 16 Esempio /* cerca il massimo e il minimo */ massimo = vettdati[0]; minimo = vettdati[0]; for (ind = 1; ind < NUMDATI; ind++) { if (vettdati[ind] > massimo) massimo = vettdati[ind]; else { if (vettdati[ind] < minimo) minimo = vettdati[ind]; } printf (“\nIl massimo è %d e il minimo è %d\n ", massimo, minimo); }

17 © Piero Demichelis 17 Esempio Scrivere un programma che legga un numero decimale positivo minore di 1024 e lo converta nella corrispondente codifica binaria. Analisi Per convertire in binario puro un numero decimale occorre eseguire una sequenza di divisioni per 2 prendendo i resti (0 oppure 1): occorre dunque un vettore per memorizzare questi resti. Poiché i numeri devono essere compresi tra 0 e 1023 sono sufficienti 10 bit: il nostro vettore sarà pertanto lungo 10 elementi e in ogni elemento memorizzeremo una cifra.

18 © Piero Demichelis 18 Esempio Analisi (continua): I resti ottenuti dalle divisioni per 2 vanno però letti al contrario, conviene pertanto riempire il vettore a partire dall’ultimo elemento. Per eseguire le divisioni per due è intuitivo che conviene servirsi di un ciclo il quale, ad ogni iterazione, calcola un nuovo bit (resto della divisione per 2). for o while? È pressochè indifferente usare un ciclo for o un ciclo while: occorre però che le inizializzazioni delle variabili siano adattate al ciclo prescelto. Se usiamo il for avremo come “dato-guida” del ciclo l’indice del vettore; Se usiamo il while il “dato-guida” sarà il resto delle divisioni per 2.

19 © Piero Demichelis 19 Esempio (con while) #include main() { int ind, numero, num; int binario[10]; /* inizializza il vettore risultato con tutti zeri */ for (ind = 0; ind < 10; binario[ind++]=0); /* equivale a : for (ind=0; ind<10; ind++) binario[ind] = 0; */ printf (“\nIntroduci un numero intero positivo minore di 1024: "); scanf ("%d", &numero);

20 © Piero Demichelis 20 Esempio (con while) if ((numero >= 0) && (numero < 1024)) { num = numero; /* num è il “dato-guida” del ciclo */ ind = 9; while (num != 0) /* finché num è diverso da 0! */ { binario[ind] = num % 2; /* calcola un nuovo bit */ num /= 2; /* aggiorna num per il prossimo ciclo */ ind--; /* aggiorna l’indice del vettore */ } printf ("\nConversione del numero %d: ", numero); for (ind=0; ind<10; ind++) /* Visualizza il vettore: */ printf ("%1d",binario[ind]); /* un bit per volta */ } else printf (“\nNumero non lecito!”); }

21 © Piero Demichelis 21 Esempio (con for) #include main() { int ind, numero, num; int binario[10]; /* non è necessario inizializzare il vettore in quanto il ciclo for deve */ /* scrivere comunque tutti gli elementi del vettore */ printf (“\nIntroduci un numero intero positivo minore di 1024: "); scanf ("%d", &numero);

22 © Piero Demichelis 22 Esempio (con for) if ((numero >= 0) && (numero < 1024)) { num = numero; for (ind = 9; ind >= 0; ind--) /* con un indice che va da 9 a 0 */ { binario[ind] = num % 2; /* calcola un nuovo bit */ num /= 2; /* aggiorna num per il prossimo ciclo */ } printf ("\nConversione del numero %d: ", numero); for (ind = 0; ind < 10; ind++) /* Visualizza il vettore: */ printf ("%1d",binario[ind]); /* un bit per volta! */ } else printf (“\nNumero non lecito!”); }

23 © Piero Demichelis 23 Vettori Quando si definisce un vettore il compilatore riserva un’area di memoria sufficiente per contenerlo e associa l'indirizzo iniziale di quell'area al nome simbolico (identificatore) da noi scelto per il vettore. Pertanto il nome vett_dati non è una vera e propria variabile, ma piuttosto un puntatore : in pratica vett_dati è l'indirizzo di memoria del primo elemento del vettore cioè l'indirizzo di vett_dati[0]. Ecco perché è errata l'istruzione: voti_ottenuti = voti_semestre;

24 © Piero Demichelis 24 Vettori multidimensionali Il concetto di vettore come collezione di elementi consecutivi, può essere esteso immaginando che gli elementi siano a loro volta dei vettori: si ottiene così un vettore multidimensionale o matrice. La definizione di matrice ricalca pienamente quella del vettore: tipo_comp nome [dim1] [dim2].........; tipo_comp può essere un qualunque tipo semplice, dim1, dim2, ecc.; racchiusi tra parentesi quadre, definiscono il numero di elementi di ogni dimensione.

25 © Piero Demichelis 25 Vettori multidimensionali a[0][0]a[1][0]a[2][0]a[3][0]a[4][0] a[0][1]a[1][1]a[2][1]a[3][1]a[4][1] a[0][2]a[1][2]a[2][2]a[3][2]a[4][2] a int a[3][5]; a[0] a[1] a[2] Esempio: matrice bidimensionale di numeri interi formata da tre righe e 5 colonne:

26 © Piero Demichelis 26 Vettori multidimensionali Accesso ad un elemento: [ ] [ ]............. Per esempio matrix [10][20][15] individua l'elemento di coordinate rispettivamente 10, 20 e 15 nella matrice a 3 dimensioni matrix. Inizializzazione di un vettore multidimensionale: ­ deve essere effettuata per righe! int vett[3][2] = {{8,1}, /* vett[0] */ {1,9}, /* vett[1] */ {0,3} /* vett[2] */ };

27 © Piero Demichelis 27 Vettori multidimensionali e cicli Per un vettore a più dimensioni, la scansione va applicata a tutte le dimensioni: in questo caso si devono in genere utilizzare “cicli annidati ”. Esempio: elaborazione degli elementi di un vettore bidimensionale. int vett [3][5]; … for (i = 0; i < 3; i++) { /* per ogni riga */ for (j = 0; j < 5; j++) { /* per ogni colonna */... elaborazione su vett[i][j] }