Aniello Murano » 2.Linguaggio C – Seconda Parte

Funzioni

• Nel C è possibile scomporre problemi complessi in moduli più semplici sfruttabili singolarmente.
• Le funzioni sono blocchi di programmi indipendenti da altri moduli, ciascuno destinato ad una precisa operazione.
• Un programma nel C non è altro che una grossa funzione main() che ingloba nel suo interno altre funzioni.
• La comunicazione tra i diversi moduli avviene mediante gli argomenti, i valori di ritorno e le variabili esterne.
• L’uso delle funzioni consente di nascondere l’implementazione di una certa operazione e concentrarsi solo sul “cosa fa” e non sul “come lo fa”.

Funzioni

Una funzione può:

• compiere un azione: provoca il verificarsi di una certa azione
• effettuare un calcolo: il risultato del calcolo viene restituito dalla funzione stessa

Una funzione viene definita nel seguente modo:

• tipo-ritornato nome_f (dichiarazione argomenti)
• {dichiarazioni ed istruzioni }

Ogni funzione presenta un valore di ritorno:

• Può essere di qualsiasi tipo predefinito o definito dall’utente.
• Se nella dichiarazione viene omesso il tipo ritornato, esso viene considerato automaticamente un intero.
• Nel caso di funzione che compie un azione, ovvero non deve ritornare nessun valore, si usa il tipo predefinito void come valore di ritorno.
• Una funzione può avere o meno una lista di argomenti

Controllo dell’esecuzione

All’atto della chiamata di una funzione il controllo nell’esecuzione viene passato alla prima istruzione del corpo della funzione stessa.

Esistono due modi per restituire il controllo al programma chiamante:

• attraverso l’istruzione: return espressione;
• termine dell’esecuzione della funzione “}“

Nel primo caso l’espressione viene, se necessario, convertita al tipo ritornato dalla funzione.

E’ opportuno controllare sempre che la chiamata di una funzione ed il suo valore di ritorno siano consistenti.

Argomenti di una funzione

Il metodo di passaggio delle variabili è per valore, ossia, nella funzione chiamata si farà una copia locale delle variabili passate e non si potrà modificarne il loro valore globale, a meno di non passare alla funzione il “riferimento” della variabile.

E’ responsabilità del programmatore controllare che il numero ed il tipo degli argomenti passati ad una funzione corrisponda con quanto specificato nella dichiarazione della funzione stessa.

Con l’introduzione del prototipi ad ogni funzione è assegnato un prototipo di chiamata, quindi il compilatore è in grado di controllare tipi e numero di argomenti passati.

Prototipi

Il prototipo di una funzione non rappresenta altro che una dichiarazione di funzione antecedente alla sua definizione.

int function(int x, char c); int function(int,char);

Nell’ANSI C l’uso dei prototipi è obbligatorio quando la definizione di una funzione avviene successivamente al suo utilizzo.

Lo scopo dei prototipi delle funzioni è quello di permettere al compilatore di compiere il controllo sui tipi degli argomenti che vengono passati ad una funzione.

Prototipi

Se i prototipi vengono inseriti prima della definizione di una funzione, quando il compilatore incontra la dichiarazione conosce il numero ed i tipi degli argomenti e può controllarli.

La dichiarazione e la definizione di una funzione devono essere consistenti sia nel numero che nel tipo dei parametri.

Attenzione se dichiarazione e definizione di funzione si trovano nello stesso file sorgente eventuali non corrispondenze nei tipi degli argomenti saranno rilevati dal compilatore, in caso contrario al più ci sarà un warning.

Array

Un array è una collezione di variabili dello stesso tipo che condividono un nome comune.

Un array viene dichiarato specificando il tipo, il nome dell’array e uno o più coppie di parentesi quadre contenenti le dimensioni.

Esempio:

• int nomi[4]; /* 1 dimensione di 4 interi */
• float valori[3][4] /* 2 dimensioni di 12 float */
• char caratteri[4][3][5][7] /* 4 dimensioni 420 elementi */

Indirizzamento

Per accedere ad un array si usano gli indici.

E’ compito del programmatore fare in modo di non andare oltre i limiti di dimensione dell’array in questione.

Gli array partono dall’indice 0 fino alla lunghezza dichiarata meno 1;

Referenziare un array al di fuori dei suoi limiti può portare a errori di indirizzamento (memory fault) oppure può “sporcare” altre variabili in memoria diventando così molto difficile da localizzare.

Per copiare elementi da un array all’altro bisogna copiare singolarmente ogni elemento.

Array come argomenti di funzioni

Il metodo di default di passaggio delle variabili è per valore, quindi si potrà modificare solo una copia locale della variabile.

Eccezione a questa regola globale sono gli array.

Gli array, infatti, vengono sempre passati per reference ossia è il loro indirizzo che viene passato invece del loro contenuto.

Questo consente, solo nel caso dei vettori, di poter agire direttamente sulla variabile e non sulla copia. Ovvero le azioni che si effettuano sull’argomento della funzione avranno effetto anche al termine dell’esecuzione della funzione.

Puntatori

Un puntatore è una variabile che contiene l’indirizzo di un’altra variabile.

I puntatori sono “type bound” cioè ad ogni puntatore è associato il tipo a cui il puntatore si riferisce.

Nella dichiarazione di un puntatore bisogna specificare un asterisco (*) di fronte al nome della variabile pointer.

Esempio:

int *pointer; = puntatore a intero

char *pun_car; = puntatore a carattere

float *flt_pnt; = puntatore a float

Inizializzazione di puntatori

Prima di poter usare un pointer questo deve essere inizializzato, ovvero deve contenere l’indirizzo di un oggetto.

Per ottenere l’indirizzo di un oggetto si usa un operatore unario &.

int volume, *vol_ptr;

vol_ptr = &volume;

Il puntatore vol_ptr contiene ora l’indirizzo della variabile volume.

Per assegnare un valore all’oggetto puntato da vol_ptr occorre utilizzare l’operatore di indirezione ” * “.

*vol_ptr= 15;

Esempi

Esempi

Puntatori

Vantaggi nell’uso dei puntatori:

• Riduzione quantità di memoria statica usata dal sistema.
• Passaggio di parametri per “indirizzo”
  • Nelle chiamate a funzione, i parametri vengono passati per valore. Dunque, ogni modifica locale sui parametri passati si perde all’uscita della funzione. Utilizzando i puntatori, è possibile passare l’indirizzo dei valori e dunque è possibile rendere globale ogni modifica sui parametri passati.

Aritmetica dei puntatori:

• Assegnamento tra puntatori dello stesso tipo,
  • int *ptr1, *ptr2; *ptr1 = 1; ptr2 = ptr1;
• Addizione e sottrazione tra puntatori ed interi,
  • int *ptr, arr[10]; ptr = &arr[0];
  • ptr = ptr + 4 /* punta al quinto elemento dell’array arr[4] */

Puntatori e stringhe di caratteri

• Molto spesso vengono usati i puntatori a caratteri in luogo degli array di caratteri (stringhe), questo perché il C non fornisce il tipo predefinito stringa.
• Esiste una differenza sostanziale tra array di caratteri e puntatori a carattere. Ad esempio in:
  • char *ptr_chr = “Salve mondo”;
  • il compilatore non crea una copia della stringa “Salve mondo”
  • Il compilatore crea un puntatore che punta ad una locazione di memoria in cui risiede il primo carattere della stringa costante.
  • Quindi e’ possibile modificare il puntatore senza senza modificare il contenuto della stringa costante.
• Esempi di inizializzazione di array di caratteri:
  • char caratteri[4] = { ‘a’ , ‘A’ , ‘H’ , ‘k’ };
  • char stringa_2 [] = “MMMM”;

Array di puntatori

• Un array di puntatori è un array i cui elementi sono dei puntatori a variabili: int *arr_int[10]
• arr_int[0] contiene l’indirizzo della locazione di memoria contenente un valore intero.
• Nel C i puntatori a caratteri vengono usati per rappresentare il tipo stringa che non risulta definito nel linguaggio, e gli array di puntatori per rappresentare stringhe di lunghezza variabile.
• Un insieme di stringhe potrebbe essere rappresentato come un array bidimensionale di caratteri, ma ciò comporta uno spreco di memoria.
• Ad esempio:
  • char *term[100] – Indica che gli elementi di term sono dei puntatori a carattere, cioe term[i] è l’indirizzo di un carattere.
  • term[7] = “Ciao” - Indica che il contenuto di term[7] è il puntatore alla stringa “Ciao”;

Esempio

Esempio

Preprocessore C

Il preprocessore C è una estensione al linguaggio che fornisce le seguenti possibilità:

• definizione delle costanti
• definizione di macro sostituzioni
• inclusione di file
• compilazione condizionale

I comandi del preprocessore iniziano con # nella prima colonna del file sorgente e non richiedono il “;” alla fine della linea.

Un compilatore C esegue la compilazione di un programma in due passi successivi. Nel primo passo ogni occorrenza testuale definita attraverso la direttiva # viene sostituita con il corrispondente testo da inserire (file, costanti, macro)

Preprocessore C : Macro

L’suo della direttiva #define consente anche di definire delle macro.

Una macro è una porzione di codice molto breve che è possibile rappresentare attraverso un nome; il preprocessore provvederà ad espandere il corrispondente codice in linea.

Una macro può accettare degli argomenti, nel senso che il testo da sostituire dipenderà dai parametri utilizzati all’atto della chiamata. Il preprocessore espanderà il corrispondente codice in linea avendo cura di rimpiazzare ogni occorrenza del parametro formale con il corrispondente argomento reale.

Cosa non è una Macro

Anche se ciò può trarre in inganno, le macro NON sono funzioni.

Per esempio sugli argomenti delle macro non esiste controllo sui tipi.

Inoltre, una chiamata del tipo : MAX (i++, j++) verrà sostituita con:

( (i++ > j++) ? (i++) : (j++);

E’ importante stare attenti all’uso delle parentesi, ad esempio in:

#define square(x) x*x

Una chiamata del tipo: x = square(3+1); , genera:

x = 3 + 1 * 3 + 1; –> x = 7 ??????

Preprocessore C : Compilazione condizionale

Le direttive :

• #if
• #ifdef
• #ifndef
• #elif
• #else
• #endif

consentono di associare la compilazione di alcune parti di codice alla valutazione di alcune costanti in fase di compilazione.

#if < espressione_costante>
< statement_1>
#else
#endif

Se l’espressione costante specificata, valutata in compilazione ritorna TRUE allora verranno compilati gli statement_1 altrimenti verranno compilati gli statement_2