La programmazione in linguaggio C

(1)

Fondamenti di Informatica - La programmazione in linguaggio C

FONDAMENTI DI INFORMATICA

Prof. PIER LUCA MONTESSORO Ing. DAVIDE PIERATTONI

Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

La programmazione in linguaggio C

© 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2) 2 Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali. Il titolo ed i copyright relativi alle slides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà degli autori prof. Pier Luca Montessoro e ing. Davide Pierattoni, Università degli Studi di Udine.

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Nota di Copyright

specifiche

del problema ^analisi algoritmo

programma sorgente

im ple m entazione

compilazione e linking programma

eseguibile

esecuzione

controllo

dei risultati _deb ugg ing e c

orre zion e del p rog ram

ma

Strumenti per la programmazione

specifiche

del problema ^analisi algoritmo

programma sorgente

im ple m entazione

compilazione e linking programma

eseguibile

esecuzione

controllo

dei risultati _deb ugg ing e c

orre zion e del p rog ram

ma

In questo corso non è previsto l’utilizzo di sistemi di analisi automatica né di strumenti di CASE (Computer Aided Software Engineering)

Strumenti per la programmazione

specifiche

del problema ^analisi algoritmo

programma sorgente

im ple m entazione

compilazione e linking programma

eseguibile

esecuzione

controllo

dei risultati _deb ugg ing e c

orre zion e del p rog ram

ma TEXT EDITOR: programma per scrivere file di testo (ASCII) Esempi: EDIT di MS-DOS, Notepad, Wordpad o Notepad++ di MS-Windows, gedit o emacs di Unix

Strumenti per la programmazione

specifiche

del problema ^analisi algoritmo

programma sorgente

im ple m entazione

compilazione e linking programma

eseguibile

esecuzione

controllo

dei risultati _deb ugg ing e c

orre zion e del p rog ram

ma Compilatore C/C++ della GNU

Linguaggio C:

gcc -o foobar.exe foobar.c Linguaggio C++:

g++ -o foobar.exe foobar.cpp

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Strumenti per la programmazione

specifiche

del problema ^analisi algoritmo

programma sorgente

im ple m entazione

compilazione e linking programma

eseguibile

esecuzione

controllo

dei risultati _deb ugg ing

e c orre zion e del p

rog ram ma

In MS-DOS e in unix per eseguire un programma è sufficiente scriverne il nome sulla linea di comando, seguito da invio:

C:\PROGRAMMI> foobar

Strumenti per la programmazione

specifiche

del problema ^analisi algoritmo

programma sorgente

im ple m entazione

compilazione e linking programma

eseguibile

esecuzione

controllo

dei risultati _deb ugg ing

e c orre zion e del p

rog ram ma Strumenti di base:

• attenta analisi ragionata del codice

• selezione di casi significativi

• printf (per la stampa dei valori delle variabili)

Strumenti avanzati:

• debugger

Utilizzo del compilatore GCC

• Compilazione:

C:\PROGR> gcc -o nome.exe nome.c

• Esecuzione:

C:\PROGR> nome

• Compilazione per il debugger:

C:\PROGR> gcc -g -o nome.exe nome.c

• Esecuzione con debugger grafico:

C:\PROGR> gdb nome C:\PROGR> insight nome C:\PROGR> nemiver prova

(versioni gcc precedenti alla 3) (in ambiente Ubuntu)

Principi fondamentali

• “Implementare un algoritmo” significa tradurre una serie di operazioni aritmetico-logiche in procedure eseguibili dal calcolatore

• Tale traduzione è diversa a seconda del linguaggio di programmazione scelto

Un programma C è costituito fondamentalmente da variabili e funzioni

Variabili e funzioni

• Le variabili memorizzano i valori (o dati) in input e/o in output e quelli usati durante l’esecuzione

• Le funzioni sono sequenze di istruzioni, ossia operazioni da effettuare sui dati

Esempio: hello.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**/* programma principale */**

int main() {

printf ("Hello world!\n");

return EXIT_SUCCESS;

}

**/* fine del programma */**

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Esempio: hello.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**/* programma principale */**

int main() {

printf ("Hello world!\n");

return EXIT_SUCCESS;

}

**/* fine del programma */**

Direttiva al preprocessor:

include il file (del compilatore) stdio.h che serve per l’utilizzo delle funzioni di input/output

Esempio: hello.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**/* programma principale */**

int main() {

printf ("Hello world!\n");

return EXIT_SUCCESS;

}

**/* fine del programma */**

Commento: viene ignorato dal compilatore

Esempio: hello.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**/* programma principale */**

int main() {

printf ("Hello world!\n");

return EXIT_SUCCESS;

}

**/* fine del programma */**

Funzione main: tutto comincia da qui

Corpo della funzione main

Esempio: hello.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**/* programma principale */**

int main() {

printf ("Hello world!\n");

return EXIT_SUCCESS;

}

**/* fine del programma */**

Istruzione per stampare la scritta

"Hello world!" e poi andare a capo Istruzione per terminare la

funzione main (e quindi il programma) restituendo al sistema operativo il valore numerico associato, in stdlib.h, a EXIT_SUCCESS

Struttura di un programma

• Ogni funzione è identificata da un nome

• Il programma inizia sempre l’esecuzione a partire da una funzione “speciale”: la funzione main

• Nei programmi C più semplici, tutte le operazioni da fare risiedono nella funzione main

• I programmi complessi prevedono che main invochi altre funzioni, suddividendo le molte istruzioni in blocchi logici più semplici

Direttive al preprocessor

• La prima linea del programma:

#include <stdio.h>

è comune a molti programmi C

• Indica al compilatore di includere

automaticamente le funzioni della libreria

standard di input/output stdio.h, come ad

esempio la funzione di stampa su video

printf ()

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Commenti

• In ogni programma C è utile poter inserire dei commenti, a descrizione di quanto viene eseguito da una o più istruzioni

• La riga di commento:

**/* programma principale */**

non contiene istruzioni C e quindi non viene processata dal compilatore

Input e output

• printf () è una funzione di uso generale offerta della libreria standard di input/output

• Nell’esempio, essa stampa sul monitor (lo standard output) semplicemente la sequenza di caratteri: Hello world!

Esempio: somma.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**int main() /* somma due numeri interi */**

{

int num1, num2, somma;

printf ("inserire num1: ");

scanf ("%d", &num1);

printf ("inserire num2: ");

scanf ("%d", &num2);

somma = num1 + num2;

printf ("num1 + num2 = %d\n", somma);

return EXIT_SUCCESS;

}

Esempio: somma.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**int main() /* somma due numeri interi */**

{

int num1, num2, somma;

printf ("inserire num1: ");

scanf ("%d", &num1);

printf ("inserire num2: ");

scanf ("%d", &num2);

somma = num1 + num2;

printf ("num1 + num2 = %d\n", somma);

return EXIT_SUCCESS;

}

dichiarazione di variabili intere

Esempio: somma.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**int main() /* somma due numeri interi */**

{

int num1, num2, somma;

printf ("inserire num1: ");

scanf ("%d", &num1);

printf ("inserire num2: ");

scanf ("%d", &num2);

somma = num1 + num2;

printf ("num1 + num2 = %d\n", somma);

return EXIT_SUCCESS;

input di un intero (input formattato)

Esempio: somma.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**int main() /* somma due numeri interi */**

{

int num1, num2, somma;

printf ("inserire num1: ");

scanf ("%d", &num1);

printf ("inserire num2: ");

scanf ("%d", &num2);

somma = num1 + num2;

printf ("num1 + num2 = %d\n", somma);

return EXIT_SUCCESS;

somma e

assegnazione

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Esempio: somma.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**int main() /* somma due numeri interi */**

{

int num1, num2, somma;

printf ("inserire num1: ");

scanf ("%d", &num1);

printf ("inserire num2: ");

scanf ("%d", &num2);

somma = num1 + num2;

printf ("num1 + num2 = %d\n", somma);

return EXIT_SUCCESS;

}

stampa del risultato (output formattato)

Variabili e dichiarazioni

• Per poter essere utilizzate da un’istruzione, tutte le variabili di un programma C devono essere dapprima dichiarate

• Una dichiarazione stabilisce il tipo e il nome di una o più variabili, come ad esempio:

int numero;

• Il tipo di dato determina la natura della variabile, ovvero il modo in cui verrà trattata nelle successive operazioni

Variabili ed espressioni

• L’istruzione

**numero = numero * 20;**

rappresenta di fatto la traduzione di due operazioni logiche distinte

• Dapprima viene valutata l’espressione a destra del segno =

• Il risultato di tale espressione è poi assegnato alla stessa variabile numero, che viene dunque sovrascritta:

**numero ← numero * 20;**

Input e output formattato

• scanf () e printf () consentono di leggere e stampare dati formattati

• La funzione scanf () legge un dato dalla tastiera (lo standard input) e ne scrive il valore in una variabile (o locazione in memoria)

• Esse operano in modo diverso a seconda del tipo dei dati da manipolare (numeri interi, numeri floating point, stringhe di caratteri, singoli byte ecc.)

• L’input/output formattato in C è molto potente!

Funzioni e argomenti

• Un metodo per comunicare dati alle funzioni è quello di fornire ad esse una lista di valori, detti argomenti

• Le parentesi che seguono il nome della funzione racchiudono tale lista, come per:

scanf ("%d", &numero);

• Esistono funzioni che non si aspettano argomenti: nell’esempio, main () ha la lista di argomenti vuota

Esempio: potenza.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

**/* elevamento a potenza con moltiplicazioni successive */**

int main() {

int base, esponente, potenza, contatore;

printf ("inserire base: ");

scanf ("%d", &base);

printf ("inserire esponente: ");

scanf ("%d", &esponente);

potenza = 1;

contatore = 0;

while (contatore < esponente) {

**potenza = base * potenza;**

contatore = contatore + 1;

}

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

return EXIT_SUCCESS;

}

struttura di controllo:

ciclo while

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Strutture di controllo

• L’esempio precedente rappresenta una possibile implementazione del calcolo dell’elevamento a potenza (esponente non negativo!)

• Il ciclo while è una struttura di controllo, il cui diagramma di flusso è:

Y N

Strutture di controllo

• Il costrutto:

while (contatore < esponente) {

**potenza = base * potenza;**

contatore = contatore + 1;

}

è un semplice ciclo iterativo

• Dapprima viene valutata la condizione contatore < esponente

• Se tale espressione risulta vera, allora il blocco di istruzioni racchiuse tra le parentesi graffe viene eseguito e, alla fine, la condizione viene valutata di nuovo (iterazione)

La programmazione in linguaggio C

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Prof. PIER LUCA MONTESSORO Ing. DAVIDE PIERATTONI

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Nota di Copyright

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Strumenti per la programmazione

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ma

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ma TEXT EDITOR: programma per scrivere file di testo (ASCII) Esempi: EDIT di MS-DOS, Notepad, Wordpad o Notepad++ di MS-Windows, gedit o emacs di Unix

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ma Compilatore C/C++ della GNU

Linguaggio C:

gcc -o foobar.exe foobar.c Linguaggio C++:

g++ -o foobar.exe foobar.cpp

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e c orre zion e del p

rog ram ma

In MS-DOS e in unix per eseguire un programma è sufficiente scriverne il nome sulla linea di comando, seguito da invio:

C:\PROGRAMMI> foobar

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del problema ^analisi algoritmo

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del problema ^analisi algoritmo

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del problema ^analisi algoritmo

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del problema ^analisi algoritmo

dei risultati _deb ugg ing

**/* programma principale */**

**/* fine del programma */**

**/* programma principale */**

**/* fine del programma */**

**/* programma principale */**

**/* fine del programma */**

**/* programma principale */**

**/* fine del programma */**