Il linguaggio C

(1)

1 Elementi di Informatica

Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio

Il linguaggio C

- Sviluppato da Ritchie sulla base di due linguaggi di programmazione esistenti: BCPL e B

- Nel 1990 è stato standardizzato da ANSI (American National Standards Institute). Chiamato C89.

- Nel 1999 è stato aggiornato con l'introduzione di alcune caratteristiche innovative. Chiamato C99.

- Usato per sviluppare ed implementare il sistema operativo UNIX

- Il code del linguaggio è indipendente dalla piattaforma hardware (portabilità) - Esistenza di alcuni ‘dialetti’

Alcune parole chiavi del linguaggio C

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Linguaggio C

Tipi definiti dal linguaggio

… per ora solo i tipi atomici INTERO int

costituito da numeri interi compresi tra -2^(N-1) a 2^(N-1) - 1 dove N è il numero di bit usato per rappresentare un numero intero (valori tipici di N sono 16 e 32).

Oltre a int si hanno i tipi interi short int e long int per rappresentare numeri interi con un numero di bit minore o maggiore di N (tipicamente short int usati 16 bit mentre per long int 32 bit, 16 o 32 bit per int)

Principali operatori (interni) del tipo somma +

sottrazione - moltiplicazione *

divisione (intera) / (il risultato è un numero intero - con troncamento) resto della divisione %

Linguaggio C

2³¹ – 1

(2.147.483.647)

-2³¹

(2.147.483.648)

4 int

long int short int

Tipo Tipo

4 2

Dimensione Dimensione

(byte) (byte)

2¹⁵- 1 +32767 -2¹⁵

-32768

-2³¹

Valore Valore minimo minimo

2³¹ - 1 Valore Valore massimo massimo

… riepilogando ...

(3)

Possibile aggiungere il qualificatore unsigned alla definizione di tipo, che consente alla variabile di contenere solamente numeri positivi

+2³² - 1 0

4 unsigned int

unsigned long int unsigned short int

Tipo

4 2

Dimensione (byte)

65535 0

0

Valore minimo

+2³² - 1 Valore massimo

Linguaggio C

… costanti con nome SHRT_MIN, SHRT_MAX, INT_MIN, INT_MAX, LONG_MIN, LONG_MAX, USHRT_MAX, UINT_MAX e ULONG_MAX definite per rappresentare rispettivamente i valori massimi e minini dei tipi short, int, long int, unsigned short, unsigned int e unsigned long int …

… libreria limits.h …

REALE float

costituito dall sottinsieme dei numeri reali rappresentabile dall’elaboratore.

Si hanno anche i tipi double e long double per rappresentazioni in doppia precisione e maggiori.

Principali operatori (interni) del tipo somma +

sottrazione - moltiplicazione * divisione /

Tipicamente per il tipo float sono usati 4 byte con una precisione di 6 cifre decimali, per il double 8 byte e 10 cifre decimali

Linguaggio C

±1.710⁺³⁰⁸

±2.210^-308 8

double

precisione doppia float

precisione singola Tipo (IEEE 754)

4

Dimensione (byte)

±3.410⁺³⁸

± 1.17.210^-8 Valore minimo

Valore massimo

(4)

Esistono due notazioni per scrivere/visualizzare numeri reali

<parte intera> < punto> <parte decimale>

4.34 notazione esponenziale

<parte intera> <e> o <E> <esponente con segno>

-3E3 rappresenta -310

³

cioè –3000 5e-2 rappresenta 510

^-2

cioè 0.05

Linguaggio C

… costanti FLT_MIN, FLT_MAX, DBL_MIN, DBL_MAX, LDBL_MIN, LDBL_MAX relative rispettivamente ai valori massimi e minini dei tipi float, double e long double.

… libreria float.h …

CARATTERE char

costituito dall’insieme dei caratteri di stampa.

In realtà, in C è assunto come tipo carattere il sottinsieme dei numeri interi compresi tra 0 e 255, ovvero dai valori numerici del codice ASCII con cui sono codificati i caratteri.

i valori di tipo char sono racchiusi tra apici, es.:

'A' 'b' ';' '&'

caratteri non stampabili (caratteri speciali per il controllo di dispositivi) vengono indicati con la sequenza (sequenza di escape):

\ <carattere convenzionale>

Es.:

'\n' indica il ritorno a nuova linea (a capo) '\t' tabulazione

'\’’ ' doppio apice

Linguaggio C

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Operazioni su char

Ad ogni carattere corrisponde una rappresentazione numerica univoca I caratteri sono totalmente ordinati

Possibili operazioni:

restituire il carattere che segue/precede;

operazioni di uguaglianza/disuguaglianza;

chiedersi se un carattere è maggiore/minore di un altro

…

Linguaggio C

LOGICO non esiste in C

E’ assunto in sua vece il tipo intero, assumendo il valore 0 per falso e un valore diverso da 0 (in genere il valore 1) per vero.

Quindi, se una operazione di relazione non è verificata da come risultato il valore 0; se la relazione è verificata il risultato è un valore diverso da 0 (non necessariamente 1).

Gli operatori logici sono rappresentati come segue:

NOT ! OR ||

AND &&

Linguaggio C

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Nomi degli identificatori (variabili)‏

devono iniziare con un carattere alfabetico (una lettera, il carattere ‘_’ è considerato una lettera) seguito da altre lettere o cifre;

non possono contenere il carattere <spazio> né altri caratteri.

E’ fatta distinzione tra maiuscolo e minuscolo, per cui il nome ris è diverso da Ris o RIS (ovvero ris, Ris e RIS sono tre variabili diverse).

... C è case sensitive ...

I nomi di identificatori non possono essere uguali alle parole chiavi del linguaggio

Linguaggio C

Dichiarazione dei Nomi degli identificatori (variabili)‏

Deve essere indicato il tipo di ogni variabile prima di un utilizzo della stessa

<nome tipo> <lista variabili>;

Es.

float area_quadrato, lato_quadrato;

int nro_studenti, ore_lezioni;

char sigla;

double radice_equazione;

Quando viene dichiarata, una variabile può essere inizializzata con un valore

Es. int nro_studenti, ore_lezioni = 20;

Linguaggio C

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Operatori Aritmetici

Assegnazione = somma + sottrazione - moltiplicazione * divisione / resto della divisione % Relazionali

uguaglianza = = diverso !=

maggiore >

minore <

maggiore o uguale >=

minore o uguale <=

Alcune funzioni Aritmetiche

valore assoluto - tipo intero - abs(int n) quoto e resto divisione intera div(int m, int n) Trigonometriche

seno sin(x) coseno cos(x) tangente tan(x)

Esponenziali e logaritmiche e elevato alla x exp(x) log. in base e di x log(x) log. Base 10 di x log10(x) Altre

elevazione a potenza pow(x, y) radice quadrata sqrt(x)

Linguaggio C

Tipi Atomici

int - short int - long int - unsigned float - double - long double char

Struttura di un programma in linguaggio C

Un programma in linguaggio C è tipicamente strutturato nel seguente modo:

[<direttive di inclusione>]

main ( ) {

<sezione dichiarativa>

<corpo del programma>

}

(8)

I commenti in C

• preceduti da // (se il commento è scritto su una sola riga)

• oppure racchiusi tra /* */ (se il commento è scritto su più righe)

// questo è un commento (su una sola linea) [<direttive di inclusione>]

main ( ) {

/* questo è un commento disposto su più linee */

<sezione dichiarativa>

// commento su unica linea <corpo del programma>

}

... Ovviamente i commenti non sono presi in considerazione dal compilatore ...

Esempio:

Operazioni di ingresso e uscita

Un programma C comunica con l’esterno tramite uno o più flussi (stream).

Esistono:

• un flusso standard di ingresso, per le operazioni di ingresso ed associato alla tastiera,

• un flusso standard di uscita, per le operazioni di uscita ed associato al monitor.

Ai flussi sono associate delle funzioni predefinite che si trovano in una specifica libreria di operazioni di ingresso/uscita chiamata <stdio.h>

La libreria <stdio.h> va indicata nelle direttive di inclusione

Linguaggio C

(9)

Operazioni di uscita

printf(“<formato>‏”‏,‏<argomento1>,..., <argomentoN>);

<formato > : stringa che deve essere visualizzata, comprensiva dei riferimenti ai formati relativi ai tipi delle variabili i cui valori saranno visualizzati

<argomenti> : variabili i cui valori devono essere visualizzati

Alcuni formati:

%d : interi decimale %f : float %c : carattere

%o : interi ottale %e : float esponenziale %s : stringa

Linguaggio C

Operazioni di uscita

Alcuni caratteri per il controllo della stampa

\n indica il ritorno a nuova linea (a capo)

\t tabulazione

\’’ doppio apice

Linguaggio C

Es:

printf (“%d \n”, x); visualizza il valore di x con formato intero e poi va a capo

printf (“%d %d %f”, x, y, z);

visualizza i valori di x e y con formato intero, quello di z con formato reale

la corrispondenza tra formato e argomento è in base alla posizione

printf (“ ERRORE !”); visualizza la stringa ERRORE ! Sul video

(10)

….‏Esempi‏….

Operazioni di uscita Esempio:

…. si vuole visualizzare il messaggio:

Imponibile = …. Al IVA = ….. Importo IVA = ……

dove al posto dei …. vanno visualizzati i valori delle 3 variabili IMP, ALIVA, IMPIVA

… l’istruzione avrà il seguente formato:

printf ("Imponibile = %f Al IVA = %d Importo IVA = %f \n”, IMP, ALIVA, IMPIVA);

Ad ogni simbolo di formato sarà sostituito il valore della corrispondente variabile (la corrispondenza è in base all’ordine della posizione)

….‏Esempi….

Operazioni di uscita Esempio:

Se: IMP = 32.4 ALIVA = 22 IMPIVA = 6.48

printf ("Imponibile = %f Al IVA = %d Importo IVA = %f \n”, IMP, ALIVA, IMPIVA);

…. visualizza il seguente messaggio:

Imponibile = 32.4 Al IVA = 22 Importo IVA = 6.48

(11)

Un programma esempio: uso di printf()

#include<stdio.h>

main ( )

/* programma esempio uso printf()

calcola il quadrato e la metà di un numero*/

{ int numero = 7; // dichara la variabile numero e le assegna il valore 7

printf (" Numero = %d", numero);

printf ("\n\n\n");

printf(" Quadrato di %d = %d \n ", numero, numero*numero);

printf (" Un mezzo di %d = %d \n",numero, numero/2);

}

Direttiva di inclusione per la libreria stdio, input/output standard

Un programma esempio: uso di printf()

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#include <stdio.h>

#include <limits.h>

// stampa i valori limite min. e max per i tipi interi di C int main(void)

{printf("Codifica del tipo SHORT \n");

printf("Valore minimo = %d \n",SHRT_MIN);

printf("Valore massimo = %d \n",SHRT_MAX);

printf("\nCodifica del tipo INT \n");

printf("Valore minimo = %d \n",INT_MIN);

printf("Valore massimo = %d \n",INT_MAX);

printf("\nCodifica del tipo LONG INT \n");

printf("Valore minimo = %ld \n", LONG_MIN);

printf("Valore massimo =%ld \n", LONG_MAX);

printf("\nCodifica del tipo UNSIGNED SHORT \n");

printf("Valore minimo = 0 \n");

printf("Valore massimo = %u \n", USHRT_MAX);

printf("\nCodifica del tipo UNSIGNED INT \n");

printf("Valore massimo = %u \n", UINT_MAX);

printf("\nCodifica del tipo UNSIGNED LONG INT \n");

printf("Valore massimo = %lu \n", ULONG_MAX);

}

Direttive di inclusione per le librerie stdio, e limits.h

Un programma esempio: uso di printf()

(13)

Operazioni di ingresso:

scanf‏(“<formato1> ... <formatoN>”‏,‏&<argomento1>,..., &<argomentoN>);

“<formato i>‏”‏:‏stringa indicante il formato in cui sarà inserito il valore dell’ argomento i-esimo

&< argomento1>, ..., &<argomentoN>: nomi di variabili, preceduti dal carattere &, cui saranno assegnati i valori inseriti

Alcuni formati:

%d : interi decimale %f : float %c : carattere

%o : interi ottale %e : float esponenziale %s : stringa

Linguaggio C

Esempi:

scanf("%d", &x) legge il valore di x con formato intero scanf(“%f‏%f”,‏&base, &altezza)

legge i valori di base ed altezza con formato reale

main ( )

/* programma esempio scanf(): Legge il valore di un numero e ne calcola il cubo e il triplo*/

{int numero;

printf (" Immettere il valore di un numero intero: ");

scanf("%d", &numero);

printf ("\n\n\n");

printf (" Numero = %d\n", numero);

printf("Cubo di %d = %d \n\n", numero, numero*numero*numero);

printf (" Triplo di %d = %d \n\n",numero, numero*3);

}

Un programma esempio: uso di scanf()

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Elementi di Informatica

Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio 27

Un programma esempio: uso di scanf()

Overflow !!

Valore max per int:

2.147.483.647 Triplo e cubo di:

1.111.111.111 Superano il valore di INT_MAX

… Attenzione alla scelta de tipi in relazione ai valori che le variabili possono

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Operazioni di calcolo e assegnazione

<identificatore> = <espressione>;

<espressione> può essere semplice come una singola costante o può essere una combinazione di variabili, operatori, …

Semantica:

calcola il valore di un’espressione (lato destro, rispetto a segno =) ed assegnalo ad una variabile (lato sinistro)

L’eventuale valore memorizzato precedentemente nella variabile viene sostituito dal nuovo valore

Es.

A = 26;

perimetro_quadrato = lato_quadrato * 4;

Linguaggio C

main ( )

/* questo programma calcola il doppio di un numero letto in input*/

{

int numero, Doppio;

printf(“immetti numero intero\n”);

scanf (“%d” , &numero);

Doppio = numero * 2;

printf (“Numero=%d doppio=%d\n”, numero, Doppio);

}

LDP

Intestazione

C

Commento

Sezione dichiarativa

Program primo;

// legge in input il valore di una variabile //di tipo intero e ne visualizza il suo // doppio

INT numero, Doppio;

begin

write‏(‘Immetti numero intero:’);‏

read (“%d” numero);

Doppio = numero * 2;

write‏(‘Numero = ‘, “%d”‏numero,

‘doppio= ‘, “%d”‏Doppio);

end.

Corpo del programma

(16)

main ( )

/* questo programma calcola l’area di un rettangolo */

{

float base, altezza, area;

printf (“immetti base \n”);

scanf (“%f” , &base);

printf(“immetti altezza \n “);

scanf(“%f” , &altezza);

area = base * altezza;

printf (“Area= %f \n”,area);

}

LDP

Intestazione

C

Commento

Sezione dichiarativa

Program area_rettangolo;

// calcola l’area di un rettangolo FLOAT base, altezza, area;

begin

write (‘immetti valore della base’);

read (“%f” base);

write (‘immetti valore della altezza ‘);

read (“%f” altezza);

write‏(‘Area= ‘,‏“%f”‏area);

end.

Corpo del programma

Un semplice programma esempio

main ( )

/* questo programma calcola l’area di un rettangolo */

{

float base, altezza, area;

printf ("immetti base \n");

scanf ("%f" , &base);

printf("immetti altezza \n ");

scanf("%f" , &altezza);

printf ("Area= %f \n",area);

}

(17)

Il programma esempio del calcolo del volume

del parallelepipedo

Program volume_parallelepipedo;

FLOAT LBase, ABase, H, Volume, Area_Base;

begin

write (“immetti valore della lunghezza di base (in dm)”);

read (“%f” LBase);

write (“immetti valore della altezza di base (in dm)”);

read (“%f” ABase);

write (“immetti valore della altezza del parallelepipedo (in dm)”);

read (“%f” H);

Area_Base = LBase* ABase;

Volume=Area_Base*H;

write‏(“Volume= “,‏“%f”‏‏Volume);

end.

LDP #include<stdio.h>

main ( )

{ // calcola il volume di un parallelepipedo float LBase, ABase, H, Area_Base, Volume;

printf ("immetti valore della lunghezza di base \n");

scanf ("%f" , &LBase);

printf("immetti valore altezza di base \n");

scanf("%f" , &ABase);

printf("immetti valore altezza parallelepipedo\n");

scanf("%f" , &H);

Area_Base = LBase* ABase;

Volume=Area_Base*H;

printf ("Volume= %f \n",Volume);

}

C

Il programma esempio del calcolo della capacità di un tino

cilindrico

Program capacita_tino;

FLOAT Diametro, Volume, Area_Base, Altezza, Capacita;

begin

write (“immetti valore della lunghezza del diametro (in dm)”);

read (“%f” Diametro);

write (“immetti valore della altezza del cilindro (in dm)”);

read (“%f” Altezza);

Area_Base = (Diametro/2)² * 3,14;

Volume=Area_Base*Altezza;

Capacita = Volume/100;

write‏(“Capacità tino ettolitri “,‏“%f”‏‏Capacita);

end.

LDP #include<stdio.h>

main ( )

{ // calcola la capacità in hl di un tino

float Diametro, Capacita, Altezza, Area_Base, Volume;

printf ("immetti valore lunghezza del diametro\n");

scanf ("%f" , &Diametro);

printf("immetti valore altezza del cilindro \n");

scanf("%f" , &Altezza);

Area_Base = (Diametro/2)*(Diametro/2)* 3.14;

printf (" Capacita tino ettolitri = %f \n",Capacita);

}

C

… lo studente, a partire da quello in LDP, scriva in C il programma del calcolo della capacità del tino cilindrico …

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Il programma in C del calcolo della capacità di un tino cilindrico

main ( )

{ // calcola la capacità in hl di un tino

float Diametro, Capacita, Altezza, Area_Base, Volume;

printf ("immetti valore lunghezza del diametro\n");

scanf ("%f" , &Diametro);

printf("immetti valore altezza del cilindro \n");

scanf("%f" , &Altezza);

Area_Base = (Diametro/2)*(Diametro/2)* 3.14;

printf (" Capacita tino ettolitri = %f \n",Capacita);

}

Operatori di incremento e decremento

Per incrementare di 1 il valore di una variabile, ad es:

a = a + 1;

in C è possibile usare l’ operatore di incremento ++

che incrementa di 1 la variabile a cui è applicato, ovvero:

a++ ; è equivalente alla istruzione a = a + 1;

Analogamente l’operatore di decremento -- decrementa di 1 la variabile a cui è applicato:

a-- ; è equivalente alla istruzione a = a - 1;

Linguaggio C

(19)

Operatori di incremento e decremento Forma prefissa e postfissa

postfissa

a++ la variabile è incrementata dopo essere utilizzata a-- la variabile è decrementata dopo essere utilizzata

prefissa

++a la variabile è incrementata prima di essere utilizzata --a la variabile è decrementata prima di essere utilizzata

Attenzione ! Gli effetti di forma pre- o postfissa possono essere differenti

Linguaggio C

Le espressioni:

y = a++ ed y = ++a producono risultati diversi per y Esempi:

Linguaggio C

y=a++

equivale alla sequenza di istruzioni y=a;

a=a+1;

se a=3 dopo l’esecuzione di y=a++

si ha: y=3 a=4

y= ++ a

equivale alla sequenza di istruzioni a=a+1;

y=a;

se a=3 dopo l’esecuzione di y=++a si ha: a=4 y=4

(20)

Esempi:

Posto a=4 ed i=6

Linguaggio C

k = ++a * i; equivale a:

a = a + 1;

k = a * i;

ovvero a = 5; k = 30;

k = a++ * i; equivale a:

k = a * i;

a = a + 1;

ovvero: k= 24; a = 5;

main ( )

// programma esempio operatore incremento {int numero, y, k, i=6;

printf ("Immettere il valore di un numero intero:\n" );

scanf("%d", &numero);

printf (“\n\n Notazione Post-fissa: y = numero++;\n

numero = %d\n\n",numero);

y = numero++;

printf (" y = %d \n numero = %d \n", y, numero);

printf ("\n Notazione Post-fissa: k = numero++ * i; \n

numero = %d , i = %d \n\n",numero,i);

k = numero++ * i;

printf (" k=%d \n", k);

printf (" numero = %d \n\n", numero);

Esempio

(21)

printf ("\n Notazione Pre-fissa: y = ++numero; \n

numero = %d\n\n",numero);

y = ++numero ;

printf (" numero = %d \n y = %d\n", numero, y );

printf ("\n Notazione Pre-fissa: k = ++numero * i; \n

numero = %d , i = %d \n\n",numero,i);

k = ++numero * i;

printf (" numero = %d \n", numero);

printf (" k = %d \n", k);

system("Pause");

}

Esempio

scanf (“%d”, numero);

numero=9

y=numero++;

y=9

numero = 9+1 = 10

k = numero++ * i;

k = 10 * 6 = 60 numero = 10 + 1 = 11

y=++numero;

numero = 11 + 1 = 12 y= 12

k =++numero * i;

numero = 12 + 1 = 13 k = 13 * 6 = 78

(22)

Altri uso degli operatori di incremento/decremeto Forme di assegnazione del tipo

<identificatore> = <identificatore> <op> <espressione>;

Es. x = x - 5 * k;

a = a + p * (r + j);

possono essere scritte nella forma

<identificatore> <op> = <espressione>;

Es. x - = 5 * k;

a + = p * (r + j);