Tipi di dato

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FONDAMENTI DI INFORMATICA

Prof. PIER LUCA MONTESSORO Ing. DAVIDE PIERATTONI

Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

Linguaggio C Variabili e tipi di dato

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Nota di Copyright

Fondamenti di Informatica - Linguaggio C - Variabili e tipi di dato

Tipi di dato

• Le variabili e le costanti sono gli identificatori delle aree di memoria dove andranno collocati i dati

• Il C è un linguaggio tipizzato, ovvero è necessario specificare il tipo associato a ciascuna variabile e costante

• Il tipo determina come esse vengano memorizzate e manipolate dal programma

• Esistono due categorie di tipi di dato:

– tipi di dato predefiniti dal linguaggio, o fondamentali

→interie in virgola mobile

– tipi di dato definibili dall'utente, o derivati

→tipi per enumerazione e tipi per composizione

Nomi di variabili: sintassi

• I nomi delle variabili devono essere identificatori validi

• Convenzioni:

– lettere minuscole per i nomi delle variabili – caratteri tutti maiuscoli per i nomi delle costanti

(es. contatore vs. PI_GRECO)

Tipi di dato interi

• tipo intero

• int: intero con segno rappresentato con almeno 2 byte

• short int(o short - forma sconsigliata): intero con segno rappresentato con almeno 2 byte

• long int(o long - forma sconsigliata): intero con segno rappresentato con almeno 4 byte

• long long int(o long long - forma sconsigliata): intero con segno rappresentato con almeno 4 byte (standard C99)

• tipo carattere

• char: è un singolo byte, in grado di rappresentare un numero intero su 8 bit oppure uno qualsiasi dei caratteri ASCII

Relazione tra i tipi interi

sizeof (char) = 1

sizeof (short int) ≤ sizeof (int) sizeof (int)

≤ sizeof (long int)

NOTA: la funziona sizeof restituisce la dimensione in byte del tipo passato come argomento

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Tipi di dato interi e architetture

• Le moderne architetture dei calcolatori prevedono per i tipi di dato interi un’allocazione della memoria fortemente dipendente dall’hardware

• In una macchina con parallelismo a 16 bit (es. un PC con DOS o Windows 3.1):

– int è un intero di 16 bit – short intè un intero di 16 bit – long intè un intero di 32 bit

• In una macchina con parallelismo a 32 bit (es. un PC con Linux o Windows 9x/NT):

– intè un intero di 32 bit – short intè un intero di 16 bit

– long intè un intero di 32 (o talvolta di 64) bit – long long intè un intero di 64 bit

Tipi di dato interi

• Esistono anche dei qualificatori applicabili ai tipi di dato interi (char e int): essi sono signed e unsigned

– i tipi int sono implicitamente signed e rappresentano i numeri in complemento a 2

– i tipi unsigned sono sempre positivi o nulli, e rappresentano i numeri in binario puro

– una variabile di tipo char può avere o meno il segno, ma in ogni caso i caratteri stampabili sono sempre positivi

– per rappresentare correttamente il carattere End-Of-File (EOF, ovvero il CTRL-Z o CTRL-D della tastiera) che vale -1, talvolta si usa il tipo int anche per i caratteri

Esempi di variabili di tipo intero:

int x;

long int fattoriale_di_x;

short int anno_nascita;

unsigned short int contatore;

Esempi di variabili di tipo carattere:

char carattere_letto;

unsigned char contatore;

Tipi di dato interi

→

è un contatore modulo 255

Tipi di dato in virgola mobile

• In C sono disponibili tre tipi di dato in virgola mobile:

float

: rappresentato su almeno 4 byte

double

: rappresentato su 8 byte, con 11 bit

per l'esponente (doppia precisione)

long double

: rappresentato su 10 o 12 byte, con 15 bit per l'esponente (quadrupla

precisione)

Costanti

• Le costanti intere possono essere specificate in decimale (1234), ottale (01234, corrisponde a 1234₈) o esadecimale (0xFF, per FF_h)

– Una costante intera, come 1234, è un int – Una costante intera seguita da una l (o L), come

123456789L, è una costante long int – Una costante intera seguita da ll (o LL), come

123456789LL, è una costante long long int – Una costante intera senza segno è terminata da una u

(oppure U), come 2345U o 0xABCDU

– I suffissi ul (o UL) indicano una costante unsigned long int, come 123456789UL

– I suffissi ull (o ULL) indicano una costante unsigned long long int, come 123456789ULL

Costanti

• Le costanti floating-point contengono il punto decimale, oppure un esponente, oppure entrambi

• Il punto decimale (NON la virgola) separa la parte intera da quella frazionaria; la lettera e (oppure E) separa la mantissa dall'esponente

• Per default il loro tipo è sempre double 123.4

1e-5 6.22e23

• Il suffisso f (o F) indica una costante float, come 3.14F

• Il suffisso l (o L) indica una costante long double, come 3.1415926535897932e2L

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Costanti

• Una costante carattere è un intero scritto sotto forma di carattere racchiuso tra due apici, come '$'

• Il valore di tale costante è il valore numerico del codice ASCII di quel carattere

Esempio: '0' ha valore 48 nel codice ASCII

• I caratteri di controllo, oppure quelli non ottenibili da tastiera, si rappresentano con una sequenza di escapeche inizia con il backslash \

– Esempi: '\n' , ritorno a capo (CR, ASCII 0x0A) '\0', carattere nullo (ASCII 0x00) '\\', backslash (ASCII 0x5C)

Costanti

• Si può generalizzare l'uso della sequenza di escape per rappresentare qualsiasi carattere del codice ASCII

• Ad esempio: '\061' (61₈), '\x31' (31_h) rappresentano entrambi il carattere stampabile '1'

• Le costanti carattere possono comparire nelle espressioni numeriche e vengono trattate come interi

– Esempio: l'espressione: '3' - '0' vale 3.

Infatti:

codice ASCII di 3 - codice ASCII di 0

→ 0x33 - 0x30 = 0x03 = 3₁₀

Stringhe costanti

• Una stringa costante, o costante alfanumerica, è una sequenza di caratteri racchiusi fra doppi apici

• Esempi: "Questa è una stringa costante"

"" → è la stringa vuota!

• Gli apici non fanno parte della stringa, ma servono a delimitarla

• Le stringhe costanti possono essere concatenate al momento della compilazione:

"Hello," " world!"

equivale a: "Hello, world!"

Stringhe costanti

• Nella rappresentazione interna, ogni stringa è terminata dal carattere nullo '\0' (che vale 0)

• La memoria fisica (in byte) richiesta per ogni stringa è pari al numero di caratteri fra gli apici più uno (il'\0')

• Esempio: la stringa costante "pippo" verrà collocata in 5+1=6 byte di memoria

• NOTA: 'x' e "x" non sono la stessa cosa. Infatti, 'x'è un intero (ASCII 0x78), mentre "x" è una stringa; in memoria essa è costituita dal carattere 'x'più il '\0'

Tipi di dato per enumerazione

• Un’enumerazione è una lista di valori interi costanti

• Le costanti vengono fissate mediante una dichiarazione di enumerazione,con la keyword enum:

enum giorno { Lunedi, Martedi, Mercoledi, Giovedi, Venerdi, Sabato, Domenica };

• Per default, in un’enumerazione il primo nome ha sempre valore 0, il secondo 1 e così via

• È anche possibile specificare dei valori espliciti, e tra loro non necessariamente distinti:

enum mesi { GEN = 1; JAN = 1; FEB = 2; MAR = 3; APR = 4; MAG = 5; MAY = 5; GIU = 6; JUN = 6; LUG = 7; JUL

= 7; AGO = 8; AUG = 8; SET = 9; SEP = 9; OTT = 10;

OCT = 10; NOV = 11; DIC = 12; DEC = 12 } ;

Dichiarazione delle variabili

• Per poterle utilizzare, tutte le variabili devono essere dichiarate

• Una dichiarazione specifica il tipo e una lista di nomi di una o più variabili di quel tipo:

int x, y, z;

unsigned char carattere_letto;

long double deficit_dello_stato;

• È anche possibile inizializzare una variabile ad un valore contestualmente alla sua dichiarazione:

int i = 0;

char carattere_letto = 'a';

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Il qualificatore const

• Il qualificatore const si applica ad una variabile e specifica che il suo valore non verrà mai alterato

const double e;

e = 2.71828182845905;

oppure

const double e = 2.71828182845905;

• Una costante può essere definita anche mediante una macro di sostituzione, direttiva di preprocessor all'inizio del file sorgente:

#define PIGRECO 3.1415926535897932

Tutte le occorrenze di PIGRECO nel codice saranno automaticamente sostituite dalla costante floating-point 3.1415926535897932

Variabili locali

• Un programma C è costituito da un insieme di funzioni

• Una variabile definita internamente a una funzione è una variabile interna, o locale

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main() {

int i = 4;

printf ("%d", i);

return EXIT_SUCCESS;

}

i è una variabile locale

Variabili globali

• È possibile definire anche delle variabili globali, o esterne alle funzioni

• Esse sono accessibili a un insieme di funzioni (oppure a tutte)

void f1(void) {

printf ("Introduci a e b: ");

scanf ("%d %d", &a, &b);

return;

} int f2(void) {

return (a + b);

}

int a, b;

void f1(void);

int f2(void);

int main() {

f1();

printf ("Somma a + b = %d", f2());

return;

}

Variabili globali e visibilità

• Le variabili globali sono un modo alternativo ai parametri per comunicare informazioni tra funzioni diverse

• Una variabile globale:

– va dichiarata all’inizio del file sorgente, subito dopo le direttive al preprocessor

– è allocata in modo permanente per tutta la durata del programma

– è visibile a tutte le funzioni dichiarate successivamente nello stesso file sorgente

Regole di visibilità (scope)

• Lo scope di un nome è la porzione di programma all’interno della quale tale nome può essere usato

• Per una variabile locale, dichiarata all’inizio di una funzione o come suo argomento, lo scope è la funzione stessa

• Variabili locali aventi lo stesso nome ma dichiarate in funzioni diverse sono variabili differenti!

• Per una variabile globale o una funzione, lo scope va dal punto in cui essa è dichiarata fino al termine del file in cui si trova

Dichiarazione o definizione?

• È importante distinguere tra la dichiarazione di una variabile esterna e la sua definizione

• Una dichiarazione rende note soltanto le proprietà di una variabile

• Una definizione provoca anche l’allocazione di un’area di memoria riservata a quella variabile

• La distinzione è fondamentale nel caso di variabili esterne e utilizzate in più file sorgenti → la memoria deve essere allocata una sola volta

• Gli stessi concetti verranno anche applicati alle funzioni

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Variabili extern

• Fra tutti i file che costituiscono il file sorgente, uno solo deve contenere la definizione di una variabile esterna

• Tutti gli altri possono contenere solo dichiarazioni externdella stessa variabile

/* pippo.c */

int x;

int main() {

x = 5;

…

/* pluto.c */

extern int x;

int main() {

int y;

x = y + 4;

…

L’allocazione della memoria per la variabile x viene effettuata dalla compilazione di pippo.c /* pippo.c */

int x;

int main() {

x = 5;

…

/* pluto.c */

extern int x;

int main() {

int y;

x = y + 4;

… In pluto.c, alla

variabile extern corrisponde un puntatore all’area di memoria di x