Gli array Gli array

(1)

Gli array Gli array

Moreno Marzolla

Dipartimento di Informatica—Scienza e Ingegneria (DISI) Università di Bologna https://www.moreno.marzolla.name/

Libro cap. 6

(2)

(3)

Ringraziamenti

●

prof. Stefano Mizzaro, Università di Udine

–

http://users.dimi.uniud.it/~stefano.mizzaro/

(4)

Gli array

●

Scalare

–

Un “nome” a cui è associato un singolo valore di un determinato tipo

●

Array

–

Un “nome” a cui sono associati più valori dello stesso tipo

● Ogni valore ha una sua posizione all'interno dell'array

● Un array di N elementi ha posizioni etichettate come 0, 1, … N - 1

● Il primo elemento dell'array si trova in posizione 0.

x a

x è una variabile scalare di tipo double il cui valore

è 12.34

12.34 12.34 3.14 0.43 3E-12

0.98 0.01 0

1

2

3

4

5

(5)

Esempio

●

Programma che deve memorizzare 10 valori di temperatura

–

Uso 10 variabili double temperatura1, temperatura2, ...,

temperatura10??

–

No, uso un array temperature di 10 elementi di tipo double

●

Posso accedere ad ogni singolo valore tramite la posizione

temperature

20.5 20.0 19.8 19.4 20.4 21.6 22.0 21.9 21.0 21.1 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

(6)

Dichiarazione e uso

●

nomeTipo nomeArray[ dimensione ];

–

Come per le variabili, se non indicato esplicitamente (vedi seguito) il contenuto iniziale degli array è indefinito

●

Esempi

●

Per accedere all'elemento si usano le [] e l'indice (posizione) dell'elemento

–

L'indice deve essere una espressione di tipo int

int giorni[7]; /* giorni[0] … giorni[6] */

float temperature[31]; /* temperature[0] … temperature[30] */

double a[10], b[20]; /* a[0] … a[9], b[0] … b[19] /*

(7)

In C

#include <stdio.h>

int main( void ) {

double temperature[10];

temperature[0] = 20.5;

/* … */

printf("%f\n", temperature[4]);

/* … */

temperature[5] = temperature[1];

temperature[6] = temperature[5]+1;

temperature[7] = temperature[5+1];

/* … */

return 0;

}

temperature

20.5 20.0 19.8 19.4 20.4 21.6 22.0 21.9 21.0 21.1 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

(8)

Gli esseri umani contano partendo da uno

I computer contano partendo da zero

(9)

Vantaggio degli array

●

Gestione uniforme

–

Ad es., per azzerare tutte le temperature…

...

int i;

for (i=0; i<10; i++) { temperature[i] = 0.0;

}

Anziché fare questo...

...possiamo

fare questo

(10)

Gestione uniforme

●

Calcolare la media delle temperature

●

Fatelo con le 10 variabili…

●

… e poi fatelo per 100…

–

NB: la dimensione dell'array compare più volte (il letterale 10...); vedremo più avanti come migliorare

double temperature[10];

double somma = 0.0;

int i;

...

for (i = 0; i < 10; i++) {

somma = somma + temperature[i];

}

printf("media=%f\n", somma/10);

(11)

Variable-length arrays

●

C99 consente di dichiarare array la cui dimensione è contenuta in una variabile

–

La variabile deve essere dichiarata (quindi visibile) prima della dichiarazione dell'array

–

Una volta creato l'array, la sua dimensione rimane fissa

/* OK sia in C99 che in ANSI C: a e' un array di 20 int, b e' un array di 10 int; il contenuto iniziale degli array e' indefinito */

int a[20], b[10];

/* OK in C99 (non ammesso in ANSI C): c e' un array di 20 elementi; il suo contenuto iniziale e' indefinito */

int N = 20;

int c[N];

/* OK in C99 (non ammesso in ANSI C): d e' un array di 30 elementi; il suo contenuto iniziale e' indefinito */

const int K = 30;

int d[K];

(12)

Lunghezza di un array

●

A differenza di altri linguaggi (es., Java), la lunghezza di un array in C non è associata all'array

–

Non c'è un modo generale per ricavare la lunghezza di un array sapendo il suo nome

–

In certi casi si può usare l'idioma seguente:

●

Consiglio di usare un simbolo per memorizzare la lunghezza dell'array

int giorni[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

const int ngiorni = sizeof(giorni)/sizeof(giorni[0]); /* OK: ngiorni vale 12 */

(13)

Esempio

●

Avete scritto un programma per gestire un array di 10 elementi

int v[10], i;

for (i=0; i<10; i++) { v[i] = i*i;

}

/* … */

for (i=0; i<10; i++) {

printf("v[%d]=%d\n", i, v[i]);

}

return 0;

}

(14)

Esempio

●

...Un bel giorno, qualcuno vi chiede di modificarlo per funzionare con un array di 20 elementi

–

...ma vi dimenticate di cambiare un numero

int v[20], i;

for (i=0; i<20; i++) { v[i] = i*i;

}

/* … */

for (i=0; i<10; i++) {

printf(“v[%d]=%d\n”, i, v[i]);

}

return 0;

...così dovete andare a caccia di tutti i punti nel

codice in cui usate il vecchio valore, per sostituirlo con il nuovo (che succede se ve ne dimenticate qualcuna?) Ops!

(15)

Soluzione

●

Memorizzo la lunghezza di un array in un

simbolo N

●

N non è né una costante né una variabile

–

Il compilatore vero e proprio non vede N : il simbolo viene sostituito prima della compilazione con la sua definizione

●

Questa soluzione

funziona sia con ANSI C che con C99

#define N 10

int v[N], i;

for (i=0; i<N; i++) { v[i] = i*i;

}

/* … */

for (i=0; i<N; i++) {

printf("v[%d]=%d\n", i, v[i]);

}

return 0;

}

(16)

Fasi di compilazione

Preprocessore

Compilatore

Linker

GCC

#define N 10 int main( void ) {

int a = N - 1;

int v[N];

return 0;

}

int main( void ) { int a = 10 - 1;

int v[10];

return 0;

}

(17)

Array 17

Inizializzazione

/* OK: calcola la lunghezza automaticamente */

int giorniMese[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

/* OK: lunghezza data esplicitamente */

int giorniMese[12] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

/* OK: pero' giorniMese[2], … giorniMese[11] sono inizializzati a 0 */

int giorniMese[12] = {31,28};

/* OK: pero' il contenuto iniziale dell'array e' indefinito */

int giorniMese[12];

/* NON OK: warning: excess elements in array initializer */

int prova[3] = {10, 30, 20, 20};

/* NON OK: errore: i variable-length arrays non possono essere inzializzati */

const int n = 3; int prova[n] = {10, 20, 30};

..

(18)

Esempi / 1

●

Dato un array a[N] di int:

–

Azzerare a[] (assegnare zero a tutti gli elementi di a)

–

Assegnare 0, 1, 2, … agli elementi di a[]

–

Incrementare di 1 ogni elemento di a[]

for (i = 0; i < N; i++) { a[i] = 0;

}

for (i = 0; i < N; i++) { a[i] = i;

}

(19)

Esempi / 2

–

Assegnare 1 agli elementi di a[] di indice dispari e 2 a quelli di indice pari

–

...oppure...

for (i = 0; i < N; i++) [ if (i % 2 != 0) {

a[i] = 1;

} else {

a[i] = 2;

} }

for (i = 0; i < N; i++) {

a[i] = ( (i % 2 != 0) ? 1 : 2 );

}

(20)

Attenzione...

●

Attenzione alle soluzioni troppo "astute"

for (i = 0; i < N; i = i+2) { a[i] = 2;

a[i+1] = 1;

}

SBAGLIATO

for (i = 0; i < N-1; i = i+2) { a[i] = 2;

a[i+1] = 1;

}

SBAGLIATO

for (i = 0; i < N; i = i+2) { a[i] = 2;

if ( i+1<N ) { a[i+1] = 1; } }

CORRETTO

ma contorto

(21)

Esercizi

1.[Facile] Dato un array di interi di lunghezza N ≥ 2, determinare i due valori più piccoli

2.Dato un array di interi di lunghezza N ≥ 1, determinare se esiste un valore che compare esattamente 3 volte 3.Dato un array di interi di lunghezza N ≥ 1, determinare

se l'array è ordinato in senso crescente oppure no

(22)

Array bidimensionali (matrici)

●

Dichiarazione usando doppie parentesi quadre

–

double t[13][32]

–

Il primo è il numero di righe, il secondo il numero di colonne

●

Doppio indice

–

t[12][2]

–

Il primo è indice di riga, il secondo di colonna

0 1 2

0 1 2 ... 31

Primo indice

Secondo indice (indice

di colonna)

t[12][2]

(23)

Lavorare su matrici

●

Data una matrice m[10][30] di int, assegnare 1 a tutti gli elementi

int m[10][30];

int i, j;

for (i = 0; i < 10; i++) {

for (j = 0; j < 30; j++) { m[i][j] = 1;

} }

(24)

Array multidimensionali

●

Array di array di array di …

●

Si usa una coppia di [] per ogni dimensione

●

Es.:

–

double a[10][100][1000];

–

a[0][0][0] … a[9][99][999]

●

Utilità

–

Temperature di tutte le ore

–

double t[13][32][24];

... t[12][25][0] ...

(25)

Array multidimensionali

●

È possibile inizializzare gli array multidimensionali durante la dichiarazione

int x[4]={11,12}; /* OK, {11,12,0,0} */

int y[4]; /* OK, {?,?,?,?} */

int z[] = {3, 5}; /* OK, lunghezza 2 */

int m[3][2]={{11,12},{21,22},{31,32}}; /* OK */

int n[3][2]; /* OK, {{?,?},{?,?},{?,?}} */

int p[][] = {{1,2}, {4,5}}; /* ERRORE */

int q[][2] = {{1,2}, {4,5}}; /* OK */

(26)

Esempi con matrici

●

Azzerare la riga k-esima di una matrice m[R][C]

#define R 20

#define C 30

int m[R][C];

int j, k = ...;

/* … */

for (j = 0; j < C; j++) { m[k][j] = 0;

}

return 0;

}

k

(27)

Esempi con matrici

●

Azzerare la colonna k-esima di una matrice m[R][C]

k

#define R 20

#define C 30

int m[R][C];

int i, k = ...;

/* … */

for (i = 0; i < R; i++) { m[i][k] = 0;

}

return 0;

}

(28)

Esempi con matrici (3/3)

●

Porre a 1 gli elementi della diagonale principale di una matrice m[N][N], e 0 tutti gli altri

#define N 30

int m[N][N];

int i, j;

for (i=0; i<N; i++) {

for (j=0; j<N; j++) { if (i==j) {

m[i][j] = 1;

} else {

m[i][j] = 0;

} }

}

(29)

Esempi con matrici (3/3)

●

Porre a 1 gli elementi della diagonale principale di una matrice m[N][N], e 0 tutti gli altri

/* soluzione alternativa, usando l'operatore ternario ? (forse meno chiara, ma comunque corretta) */

#define N 30

int m[N][N];

int i, j;

for (i=0; i<N; i++) {

for (j=0; j<N; j++) {

m[i][j] = (i==j ? 1 : 0);

} }

return 0;

}

(30)

Esercizio

●

Realizzare programmi per porre a 1 gli elementi

evidenziati in giallo di matrici m[N][N], 0 tutti gli altri

(31)

Funzioni e parametri di tipo array

●

In C si possono passare parametri di tipo array alle funzioni senza specificarne la dimensione

●

Se si modifica il contenuto di un parametro di tipo array viene modificato anche il parametro attuale!

–

Vedremo il motivo nelle successive lezioni

●

In C non è consentito che una funzione restituisca un risultato di tipo array

–

Soluzione: si passa alla funzione un ulteriore parametro di

tipo array, che viene “riempito” con il risultato

(32)

Dichiarare funzioni che accettano parametri di tipo array

void f1( int a[5] ); /* OK, dimensione prefissata */

void f2( int a[] ); /* OK, ma devo sapere per altre vie la dimensione di a */

void f3( int a[], int n );

void f4( int n, int a[n] ); /* OK C99, non ammesso in ANSI C */

void f5( int m[4][3] ); /* OK, dimensioni prefissate */

#define C 40

void f6( int m[][C], int r ); /* OK, passo in r il n. di righe */

void f7(int r, int c, int m[r][c]); /* OK C99, non ammesso in ANSI C */

(33)

Array 33

Passare parametri di tipo array

●

Quando si invoca una funzione, i parametri di tipo array si passano indicandone il nome

–

No parentesi quadre ecc.

void f(int a[], int n) {

**/* … */**

}

#define N 4

int main( void ) {

int v[N] = {1, 2, 3, 4};

f(v, N);

**/* … */**

return 0;

}

(34)

Esempio

/* iniz-stampa-array.c: inizializza e stampa il contenuto di un array */

#define N 10

void inizializza(int a[], int n) {

int i;

for (i=0; i<n; i++) { a[i] = i;

} }

void stampa(int a[], int n) {

int i;

for (i=0; i<n; i++) { printf("%d ", a[i]);

}

printf("\n");

}

int v[N];

inizializza(v, N);

(35)

E i parametri di tipo matrice?

●

Passare parametri di tipo matrice è un po' più complicato

●

Nell'intestazione della funzione occorre

tassativamente indicare il numero di colonne

–

Il numero di righe può restare non specificato

–

Se la funzione deve conoscere il numero di righe, è

necessario passare tale informazione mediante un ulteriore

parametro intero, o in qualche altro modo

(36)

/* parametro-matrice.c: dimostrazione dell'uso di una matrice come parametro di una funzione */

#define R 3

#define C 4

void inizializza(int m[][C], int r) { int i, j, k = 0;

for (i = 0; i < r; i++) {

for (j = 0; j < C; j++) { m[i][j] = k++;

} }

}

void stampa(int m[][C], int r) { int i, j;

for (i = 0; i < r; i++) {

for (j = 0; j < C; j++) { printf("%d ", m[i][j]);

}

printf("\n");

} }

int matrice[R][C];

(37)

Quindi, riassumendo

●

I parametri di tipo predefinito (int, float, double, char) vengono passati per valore

–

Le modifiche non si riflettono sul parametro attuale

●

I parametri di tipo array e matrice sono passati “per riferimento”

–