laboratorio di linguaggi marco tarini università dellinsubria facoltà di scienze matematiche,...

Laboratorio di Linguaggi

Marco Tarini

Università dell’Insubria

Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali di Varese

Corso di Laurea in Informatica

Anno Accademico 2004/05

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

Laboratorio di Linguaggi

• docente: Marco Tarini e-mail: tarini@isti.cnr.it

• ricevimento: Martedì 14:30 - 17:30o 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

Laboratorio di Linguaggi

• link utile: http://vcg.isti.cnr.it/~tarini/linguaggi/

– guida essensiale di alcuni emementi di C

v = argomanto già trattato

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

Linguaggio C: cenni storici

• 1972: nasce il C, – by Brian Kernighan & Dennis M.Richie, AT&T Bell Labs– scopo: poter riscrivere in un linguaggio a più alto livello il

codice del sistema operativo UNIX– evoluzione del B

• Anni 80: si sviluppa il C tradizionale

• 1983: comincia la definizione dello standard ANSI C, – (ANSI = American National Standards Institute)

• 1990: nascita ufficiale dello "ANSI C" – (o "ANSI ISO/C")

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

Caratteristiche del Linguaggio C

• Linguaggio imperativo – con numerosi tipi di dato e strutture di controllo

• "Medio" livello– cioè più basso di Java!– gestione memoria diretta– gestione files diretta– puntatori…

• Focalizzato su efficienza e compattezza di codice• Linguaggio scarno, ma estendibile

– esistono molte librerie per operazioni non definite dal linguaggio…

• Possibile sviluppare progetti modulari– composti da più files sorgente (source files) compilabili

separatamente– molto utile per progetti complessi

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

Caratteristiche del Linguaggio C

• Il C è un linguaggio tipizzato– cioè: il tipo di ogni espressione è del tutto

noto al momento della compilazione

x = y + z ;

int int

int

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

Caratteristiche del Linguaggio C

• Il C usa il Binding statico!

int a=5;

void proc(){ printf("%d",a);}

void main(){ int a=10; proc(); }

viene definita la variabile globale intera "a", (che vale 5)

viene definita un altra variabile locale intera "a", (che vale 10)

viene definita la procedura "proc" che…

…scrive il valore di a

viene invocata la procedura "proc"

bindind statico:il programma scrive "5"

se bindind fossedinamico,il programma scriverebbe "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

C e Java a confronto...

• i costrutti sono simili

int x=1, i;

for (i=1; i<=10; i=i+1) { x = x * i;}

int log2=0, x=100;

while (x>1) { x = x / 2; log2++;}

...if (x<0) x=-x;...

è più elegante dell’

l’equivalente

i++

i=i+1

ma

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

C e Java a confronto...

• ma scordatevi...– la programmazione ad oggetti (le classi)

• in C niente metodi* !– (* member functions che si applicano all’oggetto che le

chiama)!

• solo funzioni globali• ...se volete pensatele come metodi statici

– macchine astratte (“java runtime environment”)• il C è molto, molto concreto• gestione diretta della macchina• puramente compilato, non compilato-poi-interpretato

– gestione delle eccezioni...

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

Un programma in C

• Un programma è un’insieme di – funzioni, e– variabili.

• La funzione – funzione speciale, è l’inizio del programma – deve esistere

main

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

Le variabili

• Dichiarazioni (semplici)

int x , y , z = 5, w;float ratio, ratio_bis ;

opzionalmente, le variabili possono essere inizializzate

qui, il valore iniziale di z è 5

tipo (delle variabili x, y, z, w):int (intero)

tipo (delle variabili ratio e ratio_bis):float (intero)

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

Le funzioni

int potenza (int b, int e){ int res=1 , i; for (i=1; i<=e; i++) { res = res * b; } return res;}

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

Le funzioni

int potenza (int b, int e){ int res=1 , i; for (i=1; i<=e; i++) { res = res * b; } return res;}

tipo del risultato: intero(output della funzione)

lista dei parametri formali,ciascuno preceduto dal tipo(input della funzione)

corpo della funzione“cosa fa”un blocco delimitato da {}

comando “return”: restituzione del risultato, e uscita dalla funzioneci deve essere!

variabili locali

• qui, due• visibili solo nel corpo della funzione.

• dichiarate all’inizio!

nome (identificatore) della funzione: “potenza”

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

Le procedure

void saluta_n_volte (int n){ int i; for (i=1; i<=n; i++) { printf("ciao "); }}

• Sono funzioni... ...solo, non restituiscono nessun valore

tipo del risultato: “void” (nessuno)

nota: niete comando “return” nel corpo.(ma si può usare “return”, senza valore, per uscire dalla funzione)

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

Chiamare le funzioni

int potenza (int b, int e){ int res=1 , i; for (i=1; i<=e; i++) { res = res * b; }; return res;}

int main(){ int base=10, milione; milione = potenza( base, 6); ...}

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

Errori comuni di C...

• le variabili locali si possono definire solo all’inizio di una funzione!

{ int x=1; for (int i=1; i<=10; i=i+1) { x = x * i; };}

{ int x=1, i; for (i=1; i<=10; i=i+1) { x = x * i; }}

{ int x=2, z, k=5; z = x+k; int h=4, w; w = w+h; }

{ int x=2, z,w, k=5, h=4; z = x+k; w = w+h; }

NO

SI

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

Errori comuni di C...

• Vietato annidare funzioni!– le funzioni in C sono tutte allo stesso livello

int funzione_uno (int b, int e){ int x, y;

int funzione_due( int a) { ... } ...}

–(ma, è vero, si può fare ad esempio in Pascal)

funzione annidata(nested function)

male, male...(non compilerà)

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

Passaggio di parametri

• Sempre per copia– mai per riferimento !– esempio...

void raddoppia (int x){ x = x*2;}

int main(){ int incassi = 5; raddoppia( incassi ); ...};

–...di errore–nota: compila perfettamente!

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

Commenti

• Usare /* e */ per delimitare i commenti

int main(){ /* commento ansi C */ int x=10,y; while (x<6) { ... }; /* commento ansi C lungo due righe */ y = x / 2;

// tentativo di commento}

commento stile C++

facile che non vada bene per il vs compilatore C

non ANSI !non va bene a me

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

Commento sui Commenti

• Usetali ! /* funzione potenza:dati due numeri interi B e Erestituisce B alla E */int potenza (int b, int e){ int res=1 , i; for (i=1; i<=e; i++) { res = res * b; }; return res;}

int main(){ int base=10, milione; /* modo scemo di calcolare un milione */ milione = potenza( base, 6); /*resto del codice ... */};

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

Strumento: Dev-CPP

cioè software “libero”, non “gratis”

(lo sapevate, vero?)

• un Ambiente Integrato di Sviluppo per C (e C++)

• Web: http://www.bloodshed.net/dev/devcpp.html,• Free Software (GNU General Public License).• L’installatore è scaricabile da:

http://prdownloads.sourceforge.net/dev-cpp/devcpp4990setup.exe

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

Come Usare Dev-CPP

• Installare, eseguire• File → New → Project…

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

Come Usare Dev-CPP

• Installare, eseguire• File → New → Project…• Selezionare:

1) "Console

Application"

2) "C Project"

3) Immette un nome

per il progetto

4) ok!

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

Come Usare Dev-CPP

• Immettere il path per un maggiorordine, meglio

creare una directory

per il nuovo progetto.

NOTA: a ricevimentose avete domandesu un progettopotete portarmiuna copiadella directorycreata(per esempio in un floppy)

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

Come Usare Dev-CPP

• Abbiamo un nuovo "progetto"

premere questo piccolo "+"

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

Come Usare Dev-CPP

• Abbiamo un nuovo "progetto"

unico filedel progetto

(per ora):"main.c"

codice dentro

"main.cpp"

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

Come Usare Dev-CPP

• Abbiamo un nuovo "progetto"questa piccola [*] significa che "main.c" non è ancora stato

salvato...

…salviamolopremendo su questa icona(ci verrà chistoche nome di file

usare. Confermare pure il default)

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

Come Usare Dev-CPP

• Abbiamo un nuovo "progetto"

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

Come Usare Dev-CPP

• Abbiamo un nuovo "progetto": compiliamolo– "Execute → Complile"

oppure premeresu questa icona

…oppure Ctrl-F9

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

Come Usare Dev-CPP

• Abbiamo un nuovo "progetto": compiliamolo

nessun errore!

nessun "warining"!

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

Come Usare Dev-CPP

• Ora eseguiamo il progetto– "Execute → Run"

oppure premeresu questa icona

…oppure Ctrl-F10

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

Come Usare Dev-CPP

• Ora eseguiamo il progetto– Risultato dell'esecuzione

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

Come Usare Dev-CPP

• In seguito, per ritornare sullo stesso progetto…– "Execute → Open Project or File…"

…e selezionare il file ".dev"col nome corrispondente

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

Cosa fa il programma di prova?

• non molto…

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[]){ system("PAUSE"); return 0; }

“press any key to continue”utile per permettere di visualizzare l’output del programma prima che la finestra si chiuda

dichiaria che verranno usate due librerie standard: “standard Input Output” e “Standard Library”

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

Cosa fa il programma di prova?

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[]){

printf("Ciao Mondo!\n");

system("PAUSE"); return 0; }

aggiungiamo

• ricompliamo & rieseguiamo – abbiamo ottenuto il nostro primo programma “hello

world”

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

Cosa è successo esattamente quando abbiamo "complilato" il progetto?

Source File

"main.c"preprocessor

fileprecomp.

compilerobject

file"main.o"

• Solo operazioni sintattiche:– risoluzioni delle “macro”– inclusioni di files di “header”– codici alternativi

• per esempio, per le varie piattaforme

• La compilazione vera e propria

in C ancora in C (quasi) linguaggio macchia

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

Cosa è successo esattamente quando abbiamo "complilato" il progetto?

Source File 1

"main.c"

Source File 2

"pippo.c"

Source File 3

“pluto.c"

pre- process.

fileprecomp.

1 compiler

objectfile

"main.o"

pre- process.

fileprecomp.

2 compiler

objectfile

"pippo.o"

pre- process.

fileprecomp.

3 compiler

objectfile

“pluto.o"

eseguibilefinale

"prova.exe" linker

libreria A

libreria B

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

Preprocessore

• Sostituzioni delle macro (costanti simboliche)– puramente sintattiche!

#define LIMIT 10

int main(){ ... if (x < LIMIT) { ... ... } else { ... ... } ...}

• # = istruzione per il preprocessore:

• ≪d'ora in poi, quando scrivo LIMIT, fai finta che abbia scritto 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

Preprocessore

• Sostituzioni delle macro (costanti simboliche)– puramente sintattiche!

#define LIMIT 10

int main(){ ... if (x < LIMIT) { ... ... } else { ... ... } ...}

preprocessor

int main(){ ... if (x < 10) { ... ... } else { ... ... } ...}

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

Preprocessore

• Sostituzioni delle macro (costanti simboliche)– puramente sintattiche!

#define LIMIT x

int main(){ ... if (LIMIT < 10) { ... ... } else { ... ... } ...}

preprocessor

int main(){ ... if (x < 10) { ... ... } else { ... ... } ...}

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

Preprocessore

• Costrutti condizionali– statici, fatti prima del compilatore!

#define DEBUG 1

int fattoriale(int a){ int res=1;#if DEBUG printf("valore di a:%d \n",a);#endif while (a>1) { res*= (a--); } return res;}

preprocessor

int fattoriale(int a){ int res=1;

printf("valore di a:%d \n",a); while (a>1) { res*= (a--); } return res;}

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

Preprocessore

• Costrutti condizionali– statici, fatti prima del compilatore!

#define DEBUG 0

int fattoriale(int a){ int res=1;#if DEBUG printf("valore di a:%d \n",a);#endif while (a>1) { res*= (a--); } return res;}

preprocessor

int fattoriale(int a){ int res=1;

while (a>1) { res*= (a--); } return res;}

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

Preprocessore

• Costrutti condizionali statici– perchè é una tale furbata?

#define DEBUG 0

int fattoriale(int a){ int res=1;#if DEBUG printf("valore di a:%d \n",a);#endif while (a>1) { res*= (a--); } return res;}

int DEBUG = 0;

int fattoriale(int a){ int res=1; if (DEBUG) { printf("valore di a:%d \n",a); } while (a>1) { res*= (a--); } return res;}

VS.

la guardia viene controllata solo durante la compilazionerisultato: programma efficiente!

la guardia viene controllata solo durante ogni esecuzione!risultato: programma inefficiente!

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

Preprocessore

• Costrutti condizionali statici– due forme sintattiche equivalenti

#define DEBUG 1

int fattoriale(int a){ int res=1;#if DEBUG printf("valore di a:%d \n",a);#endif while (a>1) { res*= (a--); } return res;}

#define DEBUG

int fattoriale(int a){ int res=1;#ifdef DEBUG printf("valore di a:%d \n",a);#endif while (a>1) { res*= (a--); } return res;}

–si possono anche usare#ifndef DEBUG #undef DEBUG #if defined (DEBUG)

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

Preprocessore

• Costrutti condizionali statici– altro tipico uso:

• specializzazione del codice per architetture specifiche

– (remember: niente macchine virtuali in C)...#if defined (HP9000) || defined(SUN) /* codice funzionante SOLO per le sun o per le HP9000 */ ...#else /* codice buono per le altre architettutre */ ...#endif...

questo tipo di flags (SUN, HP9000...) sono definite nell’ambiente.

Il compilatore lo sa.

Non vanno specificate a mano nel codice

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

L’ultima fatica del Preprocessore

preprocessor

const int LIRE_PER_EURO = 1955;

int da_euri_a_lire (int euri){ return euri * LIRE_PER_EURO;}

Inclusione file di header

file “cambi.h“const int LIRE_PER_EURO = 1955;

file “main.c“

#include "cambi.h"

int da_euri_a_lire (int euri){ return euri * LIRE_PER_EURO;}

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

L’ultima fatica del Preprocessore

preprocessor

const int LIRE_PER_EURO = 1955;

pernacchia :P prrrrrr $£!@&&

int da_euri_a_lire (int euri){ return euri * LIRE_PER_EURO;}

Inclusione file di header file “cambi.h“

const int LIRE_PER_EURO = 1955;

pernacchia :P prrrrrr $£!@&&

file “main.c“

#include "cambi.h"

int da_euri_a_lire (int euri){ return euri * LIRE_PER_EURO;}

pura, meccanica, manipolazione sintattica !