Dichiarazione di Record (o “Strutture”)

(1)

G. Mecca – Università della Basilicata – mecca@unibas.it

Programmazione Procedurale in Linguaggio C++

Tipi Strutturati Parte 4 Record

versione 2.1

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Sommario

m

Introduzione

m

Dichiarazione di Record (o “Strutture”)

ðDescrizione del Modello

ðSintassi e Semantica

m

Utilizzo dei Record (o “Strutture”)

ðSintassi e Semantica

m

Nidificazione

ðNidificazione e Passaggio dei Parametri

Tipi Strutturati: Record >> Sommario

(2)

G. Mecca - Programmazione Procedurale in Linguaggio C++ 3

Introduzione

m

Record (o “Strutture”)

ðfunzionalità dei linguaggi di programmazione che consente di rappresentare in un prg.

oggetti attraverso varie componenti (variabili)

m

Differenze nell’uso

ðun array serve a rappresentare una collezione di dati tutti dello stesso tipo ðun record serve a rappresentare un unico

dato con struttura “complessa”

Tipi Strutturati: Record >> Introduzione

Introduzione

m

Differenze con gli array

ðin un record, le componenti possono non essere dello stesso tipo

ðogni componente ha un nome (identificatore) e non un indice intero

ðgli array sono una funzionalità essenziale dei linguaggi di programmazione procedurali ði record non sono essenziali (in alcuni

linguaggi, es: FORTRAN 77, non esistono)

(3)

Introduzione

m

Principale utilità dei record

ðsemplificazione del codice (dichiarazione di meno variabili, minor numero di parametri) ðmaggiore leggibilità del codice (le variabili

che rappresentano un oggetto sono raggruppate e quindi meglio identificabili)

m

Un esempio: equazioni di II grado

ðun’equazione di II grado richiede 3 numeri

>> equazioni4Lib.h

>> equazioni4Lib.cpp

>> equazioni4.cpp

Dichiarazione di Record

m

Processo a due passi

ðI passo: descrivo il “modello” del record che voglio utilizzare

ðII passo: utilizzo il modello come nuovo tipo di dato per dichiarare variabili

m

Modello del record

ðdescrizione della struttura del record

ðpuò essere utilizzato dovunque sia previsto un tipo di dato in aggiunta a quelli di base

Tipi Strutturati: Record >> Dichiarazione di Record

(4)

Dichiarazione di Record: Esempi

struct equazione { float a, b, c;

};

equazione eq1, eq2;

struct partita {

string squadraCasa, squadraTrasferta;

int golCasa, golTrasferta;

char segno;

};

partita partite[N];

descrizione del modello di record dichiarazione di 2 variabili secondo il modello

descrizione del modello di record dichiarazione di un array di variabili secondo il modello

Descrizione del Modello di Record

m

Sintassi

struct <nome> {<elencoAttributi>};

m

Dove

ð<nome> è un identificatore

ð<elencoAttributi> è l’elenco delle componenti del record, detti “attributi” (o “campi”)

ðuna lista di dichiarazioni del genere

<tipoAttributo> <nomeAttributo>;

ATTENZIONE:

errore frequente

(5)

Descrizione del Modello di Record

m

Semantica

ðla descrizione del modello diventa un nuovo identificatore di tipo

ðsi aggiunge ai tipi di base (int, float, char, ecc.) e ai tipi predefiniti (string, ofstream ecc.)

m

Di conseguenza

ðpuò essere utilizzato per dichiarare variabili, costanti e parametri

Dichiarazione delle Variabili

m

Sintassi ordinaria

<nomeModello> <nomeVar>;

m

Semantica

ðha l’effetto di dichiarare un numero di variabili pari agli attributi del modello ðpiù una variabile per il record nel suo

complesso

ðnome delle variabili costituito da due parti ðovvero: <nomeVar>.<nomeAttributo>

(6)

Dichiarazione delle Variabili

m Esempio

struct equazione { float a, b, c;

};

equazione eq1, eq2;

eq2.a xxx

#103

eq2.b xxx

#104 eq2

eq2.c xxx

#105

xxx

#106

xxx

#99

eq1 eq1.c xxx

#102

eq1.b xxx

#101

eq1.a xxx

#100

in totale: 8 variabili

Dichiarazione di Record

m

Attenzione

ðin questo caso avrei potuto anche dichiarare due array (componenti dello stesso tipo)

m

Esempio

ðfloat eq1[3], eq2[3];

ða quale coefficiente corrisponde eq1[0] ? (a, b o c) ða quale coefficiente corrisponde eq1[1] ? (a, b o c) ða quale coefficiente corrisponde eq1[2] ? (a, b o c)

m E’ una soluzione metodologicam. inappropriata

(7)

Dichiarazione delle Variabili

m Esempio

struct partita { string squadraCasa;

string squadraTrasferta;

int goalCasa;

int goalTrasferta;

char segno;

};

partita p;

xxx

#105

xxx

#99

p

p.segno xxx

#104

p.goalTrasferta xxx

#103

p.goalCasa xxx

#102

p.squadraTrasferta xxx

#101

p.squadraCasa xxx

#100

in totale: 6 variabili

Dichiarazione delle Variabili

m

Un’annotazione importante

ðdifferenza fondamentale tra descrizione del modello e dichiarazione (di var. o param.) ðla descrizione del modello NON produce

effetti sulla memoria, la dichiarazione sì

ðla descrizione del modello ha solo l’effetto di rendere il modello un nuovo tipo di dato

m

ATTENZIONE: Errore frequente

ðla descrizione del modello deve finire con ;

(8)

Dichiarazione delle Variabili

m

Inizializzazione

ðanche in questo caso è possibile inizializzare gli attributi alla dichiarazione

m

Sintassi

ð<modello> <nomeVar> = {<listaValori>};

m

Dove

ð<listaValori> è un elenco di valori di tipo opportuno, uno per ogni attributo del record, separati da virgole

Dichiarazione delle Variabili

m

Esempio

equazione eq = {5, 2, 5};

partita p = {“Juventus”, “Inter”, 4, 0,

‘1’};

(9)

Utilizzo dei Record

m

Regola generale

ðcome gli array, di norma le operazioni sui record si effettuano attributo per attributo ðovvero lavorando singolarmente sulle

variabili che rappresentano gli attributi

m

Alcune eccezioni

ðistruzioni di assegnazione ðutilizzo nei sottoprogrammi

Tipi Strutturati: Record >> Utilizzo di Record

Utilizzo dei Record

m

Istruzioni di assegnazione

ðattributo per attributo

ðoppure tutto in una volta

m

Esempio

struct equazione { float a, b, c; };

void main() {

equazione eq1 = {5, 2, 5};

equazione eq2;

eq2 = eq1;

}

equivalente a:

eq2.a = eq1.a;

eq2.b = eq1.b;

eq2.c = eq1.c;

(10)

Utilizzo dei Record

m

Passaggio dei parametri

ðla variabile che rappresenta il record nel suo complesso può essere usata come

argomento per i sottoprogrammi

m

Parametro di tipo record

ðtanti parametri, uno per ciascun attributo

m

Differenza con gli array

ðpassaggio dei parametri avviene in modo ordinario, sia per valore che per riferimento

Utilizzo dei Record

m

Passaggio dei parametri standard

ðnello spazio di memoria del parametro viene copiato il valore del record argomento,

attributo per attributo

m

Passaggio dei parametri per riferimento

ðnello spazio di memoria del parametro viene

copiato l’indirizzo del primo registro del record utilizzato come argomento

(11)

Esempio: Equazioni

void leggiDatiEquazione (equazione &eq) {

cout << "Inserisci i coefficienti dell'equazione \n";

cin >> eq.a;

cin >> eq.b;

cin >> eq.c;

return;

}

void stampaDatiEquazione (equazione eq) {

cout << "--- Equazione ---\n";

cout << eq.a << "x2+"<< eq.b <<"x+" << eq.c << "=0 \n";

return;

}

float discriminante (equazione eq) { return eq.b*eq.b-4*eq.a*eq.c;

}

parametro per riferimento

parametri standard

Esempio: Equazioni

eq2.a xxx

#103

eq2.b xxx eq2

#104

eq2.c xxx

#105

#106

#99 xxx

eq1 eq1.c xxx

#102

eq1.b xxx

#101

eq1.a xxx

#100 void leggiDatiEquazione

(equazione &eq) { cout << "Inserisci coeff.";

cin >> eq.a;

cin >> eq.b;

cin >> eq.c;

return;

}

void main() {

equazione eq1, eq2;

...

leggiDatiEquazione(eq1);

if (discriminante(eq1)>=0 &&

discriminante(eq2)>=0) { ...

}

eq #100

2 5 2

(12)

Esempio: Equazioni

xxx

#108

xxx

#107

xxx

#106

1 eq2.a

#103

2 eq2.b eq2

#104

1 eq2.c

#105

#99 xxx

eq1

2 eq1.c

#102

5 eq1.b

#101

2 eq1.a

#100 float discriminante

(equazione eq) { return eq.b*eq.b-4*eq.a*eq.c;

}

void main() {

equazione eq1, eq2;

...

if (discriminante(eq1)>=0 &&

discriminante(eq2)>=0) { ...

}

2 eq

eq.a eq.b eq.c

5 2

Utilizzo dei Record

m

Risultato delle funzioni

ðle funzioni possono restituire come risultato dei record (ulteriore differenza con gli array)

m

Esempio: calcolo delle radici reali

struct radiciReali { float x, y; };

radiciReali calcolaRadici (equazione eq) { radiciReali rr;

rr.x=(-eq.b+sqrt(discriminante(eq)))/(2*eq.a);

rr.y=(-eq.b-sqrt(discriminante(eq)))/(2*eq.a);

return rr;

NOTA: una funzione del genere può essere usata solo in una assegnazione del tipo:

radiciReali radici1;

radici1 = calcolaRadici(eq1)

(13)

Utilizzo dei Record

m

Per il resto

ðle operazioni sui record (lettura, stampa ecc.) vengono fatte attributo per attributo

m

Differenza rispetto agli array

ðnel caso degli array, è possibile utilizzare cicli per rendere più compatto il codice ðnel caso dei record questo vantaggio non

esiste; le istruzioni devono essere scritte per ciascun attributo separatamente

Utilizzo di Record

m

Record e array

ði record possono essere combinati con gli array per rappresentare collezioni di dati con struttura complessa

m

Esempio: Partite di Serie A

ðdati i risultati di una giornata di serie A, calcolare e stampare i segni in schedina ðun array di 9 partite

(14)

Esempio: Partite di Serie A

const int N=9;

struct partita { string squadraCasa;

string squadraTrasf;

int goalCasa;

int goalTrasferta;

char segno;

};

partita partite[N];

xxx ...

xxx partite[8].squadraCasa

#140

xxx partite[8].squadraTrasf

#141

xxx partite[8].goalCasa

partite[8]

#142

xxx partite[8].goalTrasferta

#143

xxx partite[8].segno

#144 ... xxx

#145 partite #100

#99

partite[0]

#104

#103

#102

#101

#100

in totale: 55 variabili -1 array

-9 componenti

-5 attributi per componente

Esempio: Partite di Serie A

m

Nota

ðla definizione del modello di record “partita”, così come la costante N, devono essere dichiarati a livello di file

ðvisibilità globale, perché vengono usati sostanzialmente in tutti i moduli del programma

ðquesto non contravviene all’indicazione di non usare variabili globali, visto che non si

(15)

Esempio: Partite di Serie A

struct partita {

string squadraCasa, squadraTrasferta;

int goalCasa, goalTrasferta;

char segno;

};

const int N=9;

void leggiPartite(partita partite[N]);

void stampaPartite(partita partite[N]);

void calcolaSegni(partita partite[N]);

void main() {

partita partite[N];

leggiPartite(partite);

calcolaSegni(partite);

stampaPartite(partite);

}

Esempio: Partite di Serie A

void leggiPartite(partita partite[N]){

int i;

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

leggiPartita(partite[i]);

} return;

}

void leggiPartita(partita &p){

cout << "Squadra in casa : ";

getline(cin, p.squadraCasa);

cout << "Squadra in trasferta : ";

getline(cin, p.squadraTrasferta);

cout << "Goal squadra in casa : ";

cin >> p.goalCasa;

cout << "Goal squadra in trasferta: ";

cin >> p.goalTrasferta;

cin.ignore();

return;

}

necessaria per rimuovere il carattere \n dal flusso prima della lettura della

ha l’effetto di chiamare N volte la procedura leggiPartita

i=0 – leggiPartita(partite[0]) i=1 – leggiPartita(partite[1]) ...

(16)

Esempio: Partite

void leggiPartita(partita &p){

getline(cin, p.squadraCasa);

...

}

void leggiPartite

(partita partite[N]){

int i;

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

leggiPartita(partite[i]);

} return;

}

void main() {

partita partite[N];

leggiPartite(partite);

...

}

xxx

#147

xxx

#146 ... ...

...

#140

...

partite[8]

...

#144

xxx

#145

#100 partite

#99

partite[0]

#104

#103

#102

#101

#100

partite i

#100 0

p #100

1

#105 Juve Inter 0 0

Esempio: Partite di Serie A

void calcolaSegni(partita partite[N]){

int i;

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

if (partite[i].goalCasa > partite[i].goalTrasferta) { partite[i].segno='1';

} else {

if (partite[i].goalCasa<partite[i].goalTrasferta) { partite[i].segno='2';

} else {

partite[i].segno='X';

} } return;

}

(17)

Esempio: Partite di Serie A

void stampaPartite(partita partite[N]){

int i;

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

stampaPartita(partite[i]);

}

return;

}

void stampaPartita(partita p){

cout << p.squadraCasa << "-“

<< p.squadraTrasferta << " \t";

cout << p.goalCasa << "-"

<< p.goalTrasferta << " \t"

<< p.segno << endl;

return;

}

ha l’effetto di chiamare N volte la procedura stampaPartita

i=0 – stampaPartita(partite[0]) i=1 – stampaPartita(partite[1]) ...

Esempio: Partite

void stampaPartita(partita p){

...

}

void stampaPartite

(partita partite[N]){

int i;

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

stampaPartita(partite[i]);

} return;

}

void main() {

partita partite[N];

...

stampaPartite(partite);

}

xxx

#150

xxx

#149

xxx

#148

xxx

#147

xxx

#146 ... ...

...

#140

...

partite[8]

...

#144

xxx

#145

#100 partite

#99

partite[0]

X partite[0].segno

#104

0 partite[0].goalTrasferta

#103

0 partite[0].goalCasa

#102

Inter partite[0].squadraTrasf

#101

Juve partite[0].squadraCasa

#100

partite i

#100

p

Juve Inter 0 0 p.squadraCasa p.squadraTrasf p.goalCasa p.goalTrasferta

0

(18)

Nidificazione

m

Due categorie di tipi di dato

ðtipi di base (int, float, double, char, bool) e assimilati (string, ifstream, ofstream)

ðtipi “strutturati”

m

Tipi strutturati

ðcostruiti utilizzando array e record

ðarray e record possono essere liberamente nidificati

Tipi Strutturati: Record >> Nidificazione

Nidificazione

m

Un esempio

ðsovrapposizione di rettangoli

m

Rettangolo

ðoggetto rappresentato da due punti nel piano cartesiano

m

Punto

ðoggetto rappresentato da due coordinate reali nel piano cartesiano

(19)

Esempio: Sovrapp. di Rettangoli

struct punto { float x, y;

};

struct rettangolo { punto v1, v2;

};

rettangolo r1, r2;

r2.v2 r2.v1 r1.v2 r1.v1

r2.v2.x xxx

#106

r1.v2.x xxx

#102

r2.v1.x xxx

#104

r2.v1.y xxx r2

#105

r2.v2.y xxx

#107

xxx

#108

xxx

#99

r1

r1.v2.y xxx

#103

r1.v1.y xxx

#101

r1.v1.x xxx

#100

record che contiene al suo interno due record

>> rettangoli2.cpp

Nidificazione

m

Nidificazioni profonde

ðsono possibili array e record che al loro interno contengono altri record ed altri array ðutile ad esempio per rappresentare collezioni

(array) di oggetti (record) i quali contengono al loro interno ulteriori oggetti (record) o collezioni (array) di valori

ðin questo caso l’unica attenzione da prestare è al meccanismo dei nomi delle variabili

(20)

Nidificazione

m

In particolare

ðper i nomi delle componenti degli array: [ ] ðper i nomi degli attributi dei record: .

m

Esempio

ðpartite del campionato di serie A ðcon risultato

ðsquadre complete di formazioni ðdata della partita

Nidificazione

struct giocatore { string nome;

int maglia;

};

struct squadra { string nome;

giocatore formazione[11];

};

struct data {

int giorno, mese, anno;

};

struct partita { squadra sq1, sq2;

int goal1, goal2;

data d;

};

(21)

G. Mecca - Programmazione Procedurale in Linguaggio C++ 41 Tipi Strutturati: Record >> Nidificazione

...

#28

“Lazio”

p[1].sq1.nome p[1].sq1

p[1]

#27

2003 p[0].data.anno

#26

1 p[0].data.mese

p[0].data

#25

11 p[0].data.giorno

#24

0 p[0].goal2

#23

4 p[0].goal1

#22

p[0].sq2.formazione[10].maglia p[0].sq2.formazione[10].nome ...

p[0].sq2.formazione[0].maglia p[0].sq2.formazione[0].nome p[0].sq1.formazione[10].maglia p[0].sq1.formazione[10].nome ...

p[0].sq1.formazione[0].maglia p[0].sq1.formazione[0].nome

20

#21

“Recoba”

p[0].sq2.formazione[10]

#20

...

#19

1 p[0].sq2

p[0]

#18

“Toldo”

#17

“Inter”

p[0].sq2.nome

#16

“Juventus”

p[0].sq1.nome

#10

...

#13

11

#15

“Nedved”

#14

1 p[0].sq1

#12

“Buffon”

#11

Nidificazione e Passaggio dei Param.

m

Attenzione

ðin questi casi NON conviene passare i dati per valore: la copia richiederebbe tempo

m

Nel caso degli array

ðil passaggio avviene comunque per riferimento

m

Nel caso dei record

ðpossono esserci problemi

(22)

Nidificazione e Passaggio dei Param.

m Esempio: squadra

ðla variabile s non dovrebbe mai essere passata per valore ðper evitare che venga

effettuata la copia di tutte le componenti dell’array

struct squadra { string nome;

string giocatori[30];

};

void main() { squadra s;

leggi (s);

stampa (s);

...

}

void leggi(squadra &s);

void stampa (squadra &s);

Nidificazione e Passaggio dei Param.

m

NOTA

ðquesto vale solo nel caso di record che contengono array

ðe solo se gli array hanno un numero alto di componenti

ðin tutti gli altri casi bisogna scegliere il tipo di parametro più appropriato (standard o per riferimento)

(23)

Riassumendo

m Record

ðdichiarare oggetti con struttura complessa

m Dichiarazione

ðdescrizione del modello (ATTENZIONE) ðdichiarazione delle variabili

m Utilizzo

ði vantaggi principali: dichiarazioni e parametri

m Nidificazione profonda

ðPassaggio dei Parametri

Tipi Strutturati: Record >> Sommario

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