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Laboratorio di Linguaggi lezione III

Università dell’Insubria Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali di Varese Corso di Laurea in Informatica Anno Accademico 2004/05. Laboratorio di Linguaggi lezione III. Marco Tarini. Laboratorio di Linguaggi. docente : Marco Tarini e-mail: tarini@isti.cnr.it

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Laboratorio di Linguaggi lezione III

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Presentation Transcript

  1. Università dell’Insubria Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali di Varese Corso di Laurea in Informatica Anno Accademico 2004/05 Laboratorio di Linguaggilezione III Marco Tarini

  2. Laboratorio di Linguaggi • docente: Marco Tarini e-mail: tarini@isti.cnr.it • ricevimento: Martedì 14:30 - 17:30 o anche su appuntamento • libro di testo consigliato: Kelley Al, Pohl Ira: "C Didattica e Programmazione" ("A Book on C") quarta edizione- anche la terza va bene M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  3. Puntatori: intro • Una tipo variabile che contiene un indirizzo di una locazione di memoria: • l'indirizzo di un'altra variabile! M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  4. Puntatori: sintassi della dichiarazione " pippo " è una var di tipo int*, cioè di tipo "puntatore ad intero" int*pippo; o se preferite: " *pippo " (cioè il valore puntato da pippo)è una espressione di tipo "intero" int *pippo; M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  5. Puntatori: sintassi dell'uso pippo il valore del puntatore. *pippo il valore dell'oggetto puntato. entrambi possono essere sia letti che assegnati (possono comparire da entrambi i lati di un assegnamento) M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  6. Puntatori: preambolo 0x612A0214 00 00 00 FF 0x612A0218 01 22 00 AB 0x612A021C 21 2A 02 2C 0x612A0220 12 23 D2 FF 0x612A0224 FF 02 41 A4 0x612A0228 21 00 00 00 0x612A022C 00 00 00 00 0x612A0230 12 33 A3 D0 Inoltre variabile tipo locazione pippo int 0x612A22C Cosa succede normalmente… int pippo; il compilatore assegna alla variabile pippo una locazione di memoria. Ad esempio, la locazione 0x612A22C Inoltre, riserva quei quattro byte per la variabile pippo. 0x00000000 spazio degli indirizzi logici m e m o r i a 0xFFFFFFFF M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  7. Puntatori: significato (il puntatore stesso) vale... 0x612A021C (la variabilepuntata da pippo) vale... 0x000000A0 int*pippo; variabile tipo locazione pippo int* 0x612A22C indirizzo 0x612A0214 00 00 00 FF 0x612A0218 01 22 00 AB 0x612A021C 00 00 00 A0 *pippo 0x612A0220 12 23 D2 FF m e m o r i a 0x612A0224 FF 02 41 A4 0x612A0228 21 00 00 00 pippo 0x612A022C 61 2A 02 1C 0x612A0230 12 33 A3 D0 pippo (il puntatore stesso) vale... *pippo (la variabilepuntata da pippo) vale... M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  8. Cambiare il valore del puntatore +4 (il puntatore stesso) vale... 0x612A021C 61 2A 02 20 (la variabilepuntata da pippo) vale... 0x000000A0 pippo++; variabile tipo locazione pippo int* 0x612A22C indirizzo 0x612A0214 00 00 00 FF 0x612A0218 01 22 00 AB 0x612A021C 00 00 00 A0 *pippo 0x612A0220 12 23 D2 FF m e m o r i a 0x612A0224 FF 02 41 A4 0x612A0228 21 00 00 00 pippo 0x612A022C 61 2A 02 1C 0x612A0230 12 33 A3 D0 pippo *pippo M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  9. Cambiare il valore del puntatore (il puntatore stesso) vale... 0x612A021C 61 2A 02 20 (la variabilepuntata da pippo) vale... 0x000000A0 pippo++; variabile tipo locazione pippo int* 0x612A22C indirizzo 0x612A0214 00 00 00 FF 0x612A0218 01 22 00 AB 0x612A021C 00 00 00 A0 *pippo 0x612A0220 12 23 D2 FF m e m o r i a 0x612A0224 FF 02 41 A4 0x612A0228 21 00 00 00 pippo 0x612A022C 61 2A 02 1C 0x612A0230 12 33 A3 D0 pippo 0x612A0220 0x1223D2FF *pippo M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  10. Cambiare il valore del valorepuntato 00 AA BB 00 *pippo = 0x00AABB00; variabile tipo locazione pippo int* 0x612A22C indirizzo 0x612A0214 00 00 00 FF 0x612A0218 01 22 00 AB 0x612A021C 00 00 00 A0 *pippo 0x612A0220 12 23 D2 FF m e m o r i a 0x612A0224 FF 02 41 A4 0x612A0228 21 00 00 00 pippo 0x612A022C 61 2A 02 20 0x612A0230 12 33 A3 D0 M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  11. Considerazione sull'efficienza ide. tipo locazione o valore int --- 10 I tabella dei Simboli del compilatore --- i int 0xAA000000 --- ip int* 0xBB000000 --- x 0xCC000000 int compilazione compilazione compilazione I è una costante intera (vale 10) i è una variabile intera ip è un puntatore ad un intero const int I=10; int i; int*ip; int x; ... x = I; STORE 10 0xCC000000 READ TEMP 0xAA000000 STORE TEMP 0xCC000000 x = i; READ TEMP0 0xBB000000 READ TEMP1 TEMP0 STORE TEMP1 0xCC000000 x = *ip; M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  12. Considerazione sull'efficienza: assegnamento ide. tipo locazione o valore int --- 10 I tabella dei Simboli del compilatore --- i int 0xAA000000 --- ip int* 0xBB000000 (le costanti si assegnano solo durante l'inizializzazione) --- x 0xCC000000 int compilazione compilazione I è una costante intera (vale 10) i è una variabile intera ip è un puntatore ad un intero const int I=10; int i; int*ip; int x; ... I = 15; i = 15; STORE 15 0xAA000000 READ TEMP 0xBB000000 STORE 15 TEMP *ip = 15; M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  13. Considerazione sull'efficienza: esercizio accessi alla memoria in scrittura accessi alla memoria in lettura comando 1 1 1 1 1 1 0 1 2 1 2 3 a = 15; a = b; a = *p; *p = 15; *p = b; *p = *p2; M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  14. Algebra dei Puntatori • L'operazione base sui puntatori: somma con un intero <puntatore ad un tipo T> + <intero> espressione di tipo puntatore ad un tipo T (T*) • Semantica: • è il puntatore che punta una loc. i elementi (di tipo T ) dopo p; • come indirizzo di memoria, è l'indirizzo p + i x (dimensione diT) p + i M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  15. Algebra dei Puntatori • Esempi double *p, *q; ... q = p + 3; *(p + 3)=2.0; q++; q--; q+=2; M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  16. Algebra dei Puntatori IDEONA !! equivalenza puntatori - vettori Brain Kernighan M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  17. Algebra dei Puntatori cartella[3] indirizzo dicartella[3]= (indirizzo base) + 3x(dimensione cella) • Ripasso: vettori • in memoria, gli elementi di un array sono memorizzati in una serie di celle contigue • ogni cella ha la stessa grandezza • per questo gli array sono random access! int cartella[5]={ 10,21,33,13,4, }; indirizzo base di "cartella" dimensione cella (=4) 10 21 33 13 4 M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  18. Algebra dei Puntatori equivalente a double *p; ... p[ 5 ] *(p + 5) M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  19. Zucchero sintattico ( ) interpretato come * p.peso o, equivalentemente, con l'apposito operatore "freccina": p->peso typedef struct { char nome[24]; char cognome[24]; int peso; } Persona; Persona*p; ... come accedo al campo peso della Persona puntata da p? *p.peso (*p).peso M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  20. Zucchero sintattico typedef struct { char nome[24]; char cognome[24]; int peso; } Persona; void pippo(Persona p) { ... if(p.peso == ... ) ... } typedef struct { char nome[24]; char cognome[24]; int peso; } Persona; void pippo(Persona* p) { ... if(p->peso == ... ) ... } M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  21. Assegnare i Puntatori • In memoria, un puntatore è un indirizzo di memoria • (...di una variabile) • (...di cui e' noto il tipo) • Bene, ma quale indirizzo? • Modo 1: prendere l'indirizzo di una variabile esistente • il puntatore punterà a quella variabile • Modo 2: allocare (riservare, prenotare) della memoria libera • il puntatore punterà ad una nuova variabile, memorizzata nella memoria così riservata • la nuova variabile è allocata dinamicamente! M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  22. Assegnare i Puntatori il puntatore p punta all'indirizzo di memoria dove vive la variabile d scrivi il valore di *p . Cosa scrive? scrivi il valore di d . Cosa scrive? printf("%f",d); • Modo 1: prendere l'indirizzo di una variabile esistente • il puntatore punterà a quella variabile • Operatore "ampersand" ( ) • Esempio: & double d = 9.0; double *p; p = &d; printf("%f",*p); *p = 21.5; M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  23. Operatore & e i tipi • se y è una var di tipo T... & y T T* M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  24. Operatore & e vettori errore! numerinon è mica di tipo int ! (e quindi &numeri non è di tipo int* ) scrivere invece: punt = & (numeri[0]); oppure anche (un'altra scorciatoia sintattica): punt = numeri; scriviamo tutti i 4 numeri: usando i puntatori: int i; for (i=0; i<4; i++) { printf("%d ", numeri[i]); } int i; for (i=0; i<4; i++) { printf("%d ", punt++); } int numeri[]={10,20,30,40}; int *punt; punt = & numeri; M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  25. Altro Esempio p p p p p p p p p p char stringa[]="puntatore"; int i; while (stringa[i]) { stringa[i] =maiuscolo(stringa[i]); i++; } stringa 'p' stringa[0] 'u' stringa[1] 'n' stringa[2] 't' stringa[3] 'a' stringa[4] 't' stringa[5] 'o' stringa[6] char stringa[]="Puntatore"; char *p = stringa; while (*p) { *p =maiuscolo( *p ); p++; } 'r' stringa[7] 'e' stringa[8] 0 stringa[9] M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  26. Uso dei Puntatori come Parametri • vi ricordate quel problemino? void raddoppia (int x) { x = x * 2; } int main(){ int incassi = 5; raddoppia( incassi ); ... } void raddoppia (int x) { x = x * 2; } int main(){ int incassi = 5; raddoppia( incassi ); ... } * * * & Remember: in C i paramatri sono passati per copia ! M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  27. Uso dei Puntatori come Parametri ogni volta che si chiama questa funzione, vengono copiati sizeof(Persona) bytes. ogni volta che si chiama questa funzione, vengono copiati sizeof(Persona*) bytes. • un'altra motivazione possibile: efficienza typedef struct { char nome[20]; char cognome[20]; int eta; Esami* esami_sostenuti[50]; } Persona; int eta_fra_10_anni (Persona pp) { return pp.eta + 10; } int eta_fra_10_anni (Persona * pp) { return pp->eta + 10; } M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

  28. Uso dei Puntatori come Parametri • un'altra motivazione possibile: efficienza int eta_fra_10_anni (Persona pp) { return pp.eta + 10; } int eta_fra_10_anni (Persona * pp) { return pp->eta + 10; } inefficiente  efficiente  In questi casi, però, meglio aggiungere anche la keyword const : int eta_fra_10_anni (const Persona * pp) { return pp->eta + 10; } • più informazione presente nel codice per il programmatore (come un commento) • più ottimizzazioni possibili da parte del compilatore • più controllo di errori a tempo di compilazione • (per esempio se per sbaglio si tenta di cambiare il valore del parametro) M a r c o T a r i n i ‧ L a b o r a t o r i o d i L i n g u a g g i ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a

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