laboratorio di linguaggi lezione x: dentro le librerie marco tarini università dellinsubria...
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Laboratorio di Linguaggi
lezione X: Dentro le Librerie
Marco Tarini
Università dell’Insubria
Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali di Varese
Corso di Laurea in Informatica
Anno Accademico 2007/08
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 7 / 0 8 - U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a
Esercizio
• Non esiste il tipo bool• Come si puo’ fare ad aggiungerlo?
– in modo che sia possibile scrivere, per esempio:
Bool b;int x;
int main(){ b = ( x == 0); if (b) { ... } b = !b;}
Bool b0,b1,b2 = TRUE;
int main(){ ... b0 = b1 && b2; while (b0) { ... }}
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Esercizio: alcune soluzioni• soluzione 1:
• soluzione 2:
• soluzione 3:
typedef enum {FALSE, TRUE} Bool;
typedef int Bool;const Bool TRUE = 1;const Bool FALSE = 0;
#define Bool int#define TRUE 1#define FALSE 0
Bool b;int x;
int main(){ b = ( x == 0); if (b) { ... } b = !b;}
Bool b0,b1,b2 = TRUE;
int main(){ ... b0 = b1 && b2; while (b0) { ... }}
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file "bool.h"
E' gia' una micro-libreria !
typedef enum {FALSE, TRUE} Bool;
Bool b;int x;
int main(){ b = ( x == 0); if (b) { ... } b = !b;}
Bool b0,b1,b2 = TRUE;
int main(){ ... b0 = b1 && b2; while (b0) { ... }}
#include "bool.h" #include "bool.h"
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Inclusione files
#include "bool.h"
Due sintassi diverse per "includere" un file
#include <bool.h>
"inserisci un file che fa parte di questo progetto"
(il file verrà cercato nella directory corrente)
"inserisci unauna libreria esterna"
(il file verrà cercato nelle apposite "directories di libreria")
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Inclusione files
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Diamo una occhiata
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Definizioni e dichiarazioni
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”
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Definizioni e dichiarazioni
int potenza (int b, int e){ int res=1 , i; for (i=1; i<=e; i++) { res = res * b; } return res;}
int potenza (int b, int e);
dichiarazione della funzione
o prototipo della funzione
- "tutto quello che serve sapere per usare la funzione (a scatola chiusa)"
definizione della funzione
o implementazione della funzione
- "le istruzioni dettagliate per eseguire la funzione"
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Definizioni e dichiarazioni
• Esempioint potenza (int b, int e){ int res=1 , i; for (i=1; i<=e; i++) { res = res * b; } return res;}
int main(){ int x; x = potenza(5, 6); }
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Definizioni e dichiarazioni
• Esempio: invertiamo l'ordine per capriccioint main(){ int x; x = potenza(5, 6); }
int potenza (int b, int e){ int res=1 , i; for (i=1; i<=e; i++) { res = res * b; } return res;}
errore in compilazione:
identificatore
sconosciuto: "potenza"
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Definizioni e dichiarazioni
• Esempioint potenza (int b , int e );
int main(){ int x; x = potenza(5, 6); }
int potenza (int b, int e){ int res=1 , i; for (i=1; i<=e; i++) { res = res * b; } return res;}
(i nomi dei parametri formali si possono anche omettere)
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file "main.c"
file "potenze.c"
Progetti a piu' files
• Schema
#include "potenze.h"
int main(){ int x; x = potenza(5, 6); }
int potenza(int b,int e){ int res=1 , i; for (i=1; i<=e; i++) { res = res * b; } return res;}
file "potenze.h"int potenza(int b,int e);
#include "potenze.h"
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Struttura della compilazione
main.c
potenze.c
potenze.h
pre- process.
fileprecomp.
1 compiler
objectfile
main.o
pre- process.
fileprecomp.
3 compiler
objectfile
potenze.o
eseguibilefinale
exec.exe linker
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Con DevC++
• Tasto destro sul progetto
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Con DevC++
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Con DevC++
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Con DevC++
Ripentendo per potenza.h si ottiene:nota: "compile" VS "build" (anche: "make")
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file "main.c"
file "auxiliary.c"
Progetti a piu' files: schema base
#include "auxiliary.h"double d;int main(){ int x; ... x = funz1(5, 6); ... funz2( &d ); ...}
#include "auxiliary.h"
int funz1(int b,int e){ ... /* corpo di funz1 */}
void funz2(double*){ ... /* corpo di funz1 */}
file "auxiliary.h"int funz1(int,int);void funz2(double*);
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int funz1(int b,int e){ ... /* commento implementativo */ ... }
void funz2(double*){ ... }
file "main.c"
Ricordarsi di commentare!
#include "auxiliary.h"double d;int main(){ int x; ... x = funz1(5, 6); ... funz2( &d ); ...}
file "auxiliary.h"/* funzione 1: blah blah */ int funz1(int,int);
/* funzione 2: blah blah */void funz2(double*);
commenti ad alto livello!
(su cosa fanno -in totale- e come si usano le funzioni)
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int funz1(int b,int e){ ... /* corpo di funz1 */}
void funz2(double*){ ... /* corpo di funz1 */}
file "main.c"
Progetti a piu' files: esempio di errore
#include "auxiliary.h"double d;int main(){ int x; ... x = funz1(5, 6); ... funz2( &d ); ...}
file "auxiliary.h"int funz1(int,int);void funz2(double*);
...niente funz 2
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Progetti a piu' files: esempio di errore
eseguibilefinale
exec.exe linker linker
main.c
auxiliary.c
auxiliary.h
pre- process.
fileprecomp.
1 compiler
objectfile
main.o
pre- process.
fileprecomp.
3 compiler
objectfile
auxiliary.o
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
void funz_pippo(int x){ ...}
int funz1(int b,int e){ ... funz_pippo( b + 1); ...}
void funz2(double*){ ...}
file "main.c"
Funzioni "interne"
#include "auxiliary.h"double d;int main(){ int x; ... x = funz1(5, 6); ... funz2( &d ); ...}
file "auxiliary.h"int funz1(int,int);void funz2(double*);
void funz_pippo(int x){ ...}
la funzione "funz_pippo" non e' dichiarata nell'header.
Sarà visibile al compilatoresolo nel file in cui vienedefinita.
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
void funz_pippo(int x){ ...}
int funz1(int b,int e){ ... funz_pippo( b + 1); ...}
void funz2(double*){ ...}
file "main.c"
Progetti a piu' files: collisioni
#include "auxiliary.h"
double d;int main(){ int x; ... x = funz1(5, 6); ... funz2( &d ); ...}
file "auxiliary.h"int funz1(int,int);void funz2(double*);
void funz_pippo(int x){ ...}
int funz_pippo(){ ...}
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Progetti a piu' files: collisioni
eseguibilefinale
exec.exe linker
main.c
auxiliary.c
auxiliary.h
pre- process.
fileprecomp.
1 compiler
objectfile
main.o
pre- process.
fileprecomp.
3 compiler
objectfile
auxiliary.o
linkerfunz_pippo
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
void funz_pippo(int x){ ...}
int funz1(int b,int e){ ... funz_pippo( b + 1); ...}
void funz2(double*){ ...}
file "main.c"
Progetti a piu' files: funzioni "interne"
#include "auxiliary.h"
double d;int main(){ int x; ... x = funz1(5, 6); ... funz2( &d ); ...}
file "auxiliary.h"int funz1(int,int);void funz2(double*);
void funz_pippo(int x){ ...}
int funz_pippo(){ ...}
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file "main.c"#include "auxiliary.h"
double d;int main(){ int x; ... x = funz1(5, 6); ... funz2( &d ); ...}
static int funz_pippo(){ ...}
file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
void funz_pippo(int x){ ...}
int funz1(int b,int e){ ... funz_pippo( b + 1); ...}
void funz2(double*){ ...}
Progetti a piu' files: funzioni "interne"
file "auxiliary.h"int funz1(int,int);void funz2(double*);
static void funz_pippo(int x){ ...}
la funzione "funz_pippo" ora non è visibile (all'esterno)
nemmeno dal linker !
morale della favola:le funzioni "interne" megliodichiararle static
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Progetti a piu' files
•Condivisione di...–funzioni–variabili–costanti–macros–tipi di dato
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int funz1(int b,int e){ pippo = 16; ... }
file "main.c"
Progetti a piu' files: condivisione variabili
#include "auxiliary.h" int main(){ int x; x = funz1(5, 6); ... if (pippo) ...; ...}
file "auxiliary.h"/* funzione 1: blah blah */ int funz1(int,int);
int pippo = 2;
collisione!
multiple definition ofvariable "pippo"
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int pippo=2;
int funz1(int b,int e){ pippo = 16; ... }
file "main.c"
Progetti a piu' files: condivisione variabili
#include "auxiliary.h" int main(){ int x; x = funz1(5, 6); ... if (pippo) ...; ...}
file "auxiliary.h"/* funzione 1: blah blah */ int funz1(int,int);
extern int pippo;extern
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Progetti a piu' files: condivisione variabili
definizione di una var:1. alloca dello spazio di memoria per un nuovo
intero2. (opzionale) inizializza: scrivi "3" in quello spazio3. d'ora in poi, pippo si riferira' a quello spazio
extern int pippo;
int pippo = 3;
dichiarazione di una var:1. "prometto che da qualche parte sara' definita
una variabile che si chiama pippo, e sara' un intero"
2. pippo si riferira' allo spazio di quella variabile
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int pippo=2;
int funz1(int b,int e){ pippo = 16; ... }
file "main.c"
Progetti a piu' files: condivisione variabili
#include "auxiliary.h" int main(){ int x; x = funz1(5, 6); ... if (pippo) ...; ...}
file "auxiliary.h"/* funzione 1: blah blah */ int funz1(int,int);
/* pippo: blah blah */extern int pippo;
al solito,i commenti di spiegazione...
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int pippo=2;int i=0;
int funz1(int b,int e){ pippo = 16; ... }
file "main.c"
Progetti a piu' files: variabili "interne"
#include "auxiliary.h" int main(){ int x; x = funz1(5, 6); ... if (pippo) ...; ...}
file "auxiliary.h"la variabile "i" non e' dichiarata nell'header.
Sarà visibile (al compilatore)
solo nel file in cui vienedefinita.
/* funzione 1: blah blah */ int funz1(int,int);
/* pippo: blah blah */extern int pippo;
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int pippo=2;int i=0;
int funz1(int b,int e){ pippo = 16; ... }
file "main.c"
Progetti a piu' files: variabili "interne"
#include "auxiliary.h"int i=0;int main(){ int x; x = funz1(5, 6); ... if (pippo) ...; ...}
file "auxiliary.h"/* funzione 1: blah blah */ int funz1(int,int);
/* pippo: blah blah */extern int pippo;
collisione!
multiple definition ofvariable "i"
solito probelma...
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int pippo=2;static int i=0;
int funz1(int b,int e){ pippo = 16; ... }
file "main.c"
Progetti a piu' files: variabili "interne"
#include "auxiliary.h"int i=0;int main(){ int x; x = funz1(5, 6); ... if (pippo) ...; ...}
file "auxiliary.h"/* funzione 1: blah blah */ int funz1(int,int);
/* pippo: blah blah */extern int pippo;
solita soluzione:
Dichiarare staticle variabili "interne".
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I due significati diversi di
1. se riferito a var locali : "variabili che hanno lo scope di var. localima sono per tutto il resto var. globali" (vedi lez. 8)
2. se riferito a var globali :"variabili non visibili all'esterno del source corrente, neanche dal linker (= vars che il linker deve ignorare)"
static
o funzioni...
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Progetti a piu' files
•Condivisione di...–funzioni–variabili–costanti–macros–tipi di dato
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int pippo=2;static int i=0;
int funz1(int b,int e){ ... pippo ...}
file "main.c"
Progetti a piu' files: condividere costanti
#include "auxiliary.h" int main(){ int x; x = funz1(5, 6); ... if (pippo) ...; ...}
file "auxiliary.h"/* funzione 1: blah blah */ int funz1(int,int);
/* pippo: blah blah */extern int pippo;
/* MAXN: il numero max... blah blah */const MAXN = 100;
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int pippo=2;static int i=0;
int funz1(int b,int e){ ... pippo ...}
file "main.c"
Progetti a piu' files: condividere macro
#include "auxiliary.h" int main(){ int x; x = funz1(5, 6); ... if (pippo) ...; ...}
file "auxiliary.h"/* funzione 1: blah blah */ int funz1(int,int);
/* pippo: blah blah */extern int pippo;
/* MAXN: il numero max... blah blah */#define MAXN 100
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file "auxiliary.c"#include "auxiliary.h"
int pippo=2;static int i=0;
int funz1(int b,int e){ ... pippo ...}
file "main.c"
Progetti a piu' files: condividere macro
#include "auxiliary.h" int main(){ int x; x = funz1(5, 6); ... if (pippo) ...; ...}
file "auxiliary.h"/* MAXN: il numero max... blah blah */#define MAXN 100
typedef enum { ...} TipoStrano;
/* funzione 1: blah blah */ int funz1(int, int);
/* pippo: blah blah */extern int pippo;
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file " TipoStrano.c"#include "auxiliary.h"
int pippo=2;static int i=0;
int funz1(int b,int e){ ... pippo ...}
file "main.c"
Progetti a piu' files: condividere macro
#include "auxiliary.h" int main(){ int x; x = funz1(5, 6); ... if (pippo) ...; ...}
file "TipoStrano.h"/* MAXN: il numero max... blah blah */#define MAXN 100
typedef enum { ...} TipoStrano;
/* funzione 1: blah blah */ int funz1(TipoStrano,int);
/* pippo: blah blah */extern int pippo;
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Progetti a piu' files
•Condivisione di...–funzioni–variabili–costanti–macros–tipi di dato
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Progetti a piu' files: perchè?
• Scopi:– Modularità del progetto software
• dividere il progetto in aree concettualmente separate
• mantenibilita', chiarezza...
– Separazione interfaccia / implementazione– Riutilizzabilità del codice– Parallelizzazione dello sviluppo software– Riduzione tempo di ri-compilazione
• (sempre meno)• (ma, storicamente, tra le motivazioni principali)
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Le librerie esterne
#include <stdio.h>
NB: parentesiangolate
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Librerie standard più comunemente usate...
<stdlib.h> : Utilità generali (malloc, calloc, free, NULL, rand...)
<stdio.h> : Input/Output (printf, sprintf, scanf, FILE...)
<math.h> : Funzioni matematiche (sin, cos, exp, sqrt, fabs...)
<ctype.h> : Funzioni su caratteri (isdigit, isgraph...)
<string.h> : Funzioni su stringhe (strcmp, strcpy)
<time.h> : Funzioni di ora e data (clock, time...)
<limits.h> : Definizioni valori Limite di interi (INT_MAX, INT_MIN...)
<float.h> : Definizioni valori Limite di floats (DBL_MAX, DBL_MIN...)
<assert.h> : Diagnostica (assert)
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Uso di librerie e linker
• Esempio: la libreria OpenGL (grafica 3D)
#include <GL/gl.h>
... int main(){ ... /* usa OpenGl */ ...}
Sono dichiarazioni ("promesse").
E le definizioni corrispondenti?
Il file GL/gl.h contiene:
– definizioni tipi di dato
– funzioni (i prototipi)
– variabili (come "extern")
– costanti
– macros
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Progetti a piu' files: inclusione di librerie
eseguibilefinale
exec.exelinker
main.c
sorgenti di
OpenGL
OpenGL.h
pre- process.
fileprecomp.
1 compiler
objectfile
main.o
pre- process.
fileprecomp.
3 compiler
file di libreria(già compilata)
OpenGL32.lib
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Per linkare la libreria (già compilata)
in Dev-C++