Linguaggio C Variabili e tipi di dato - diegm

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Fondamenti di Informatica - Linguaggio C - Variabili e tipi di dato
FONDAMENTI DI INFORMATICA
Prof. PIER LUCA MONTESSORO
Ing. DAVIDE PIERATTONI
Facoltà di Ingegneria
Università degli Studi di Udine
Linguaggio C
Variabili e tipi di dato
© 2001 Pier Luca Montessoro - Davide Pierattoni (vedere nota di copyright a pag. 2)
1
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2
Tipi di dato
• Le variabili e le costanti sono gli identificatori delle aree di
memoria dove andranno collocati i dati
• Il C è un linguaggio tipizzato, ovvero è necessario
specificare il tipo associato a ciascuna variabile e
costante
• Il tipo determina come esse vengano memorizzate e
manipolate dal programma
• Esistono due categorie di tipi di dato:
– tipi di dato predefiniti dal linguaggio, o fondamentali
→ interi e in virgola mobile
– tipi di dato definibili dall'utente, o derivati
→ tipi per enumerazione e tipi per composizione
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Nomi di variabili: sintassi
• I nomi delle variabili devono essere identificatori
validi
• Convenzioni:
– lettere minuscole per i nomi delle variabili
– caratteri tutti maiuscoli per i nomi delle costanti
(es. contatore vs. PI_GRECO)
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Tipi di dato interi
• tipo intero
• int : intero con segno rappresentato con almeno 2
byte
• short int (o short - forma sconsigliata): intero
con segno rappresentato con almeno 2 byte
• long int (o long - forma sconsigliata): intero con
segno rappresentato con almeno 4 byte
• long long int (o long long - forma
sconsigliata): intero con segno rappresentato con
almeno 4 byte (standard C99)
• tipo carattere
• char : è un singolo byte, in grado di rappresentare
un numero intero su 8 bit oppure uno qualsiasi dei
caratteri ASCII
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Relazione tra i tipi interi
sizeof (char) = 1
sizeof (short int) ≤ sizeof (int)
sizeof (int)
≤ sizeof (long int)
NOTA: la funziona sizeof restituisce la dimensione
in byte del tipo passato come argomento
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Tipi di dato interi e architetture
• Le moderne architetture dei calcolatori prevedono per
i tipi di dato interi un’allocazione della memoria
fortemente dipendente dall’hardware
• In una macchina con parallelismo a 16 bit (es. un PC
con DOS o Windows 3.1):
– int è un intero di 16 bit
– short int è un intero di 16 bit
– long int è un intero di 32 bit
• In una macchina con parallelismo a 32 bit (es. un PC
con Linux o Windows 9x/NT):
–
–
–
–
int è un intero di 32 bit
short int è un intero di 16 bit
long int è un intero di 32 (o talvolta di 64) bit
long long int è un intero di 64 bit
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Tipi di dato interi
• Esistono anche dei qualificatori applicabili ai tipi di dato
interi (char e int): essi sono signed e unsigned
– i tipi int sono implicitamente signed e rappresentano
i numeri in complemento a 2
– i tipi unsigned sono sempre positivi o nulli, e
rappresentano i numeri in binario puro
– una variabile di tipo char può avere o meno il segno,
ma in ogni caso i caratteri stampabili sono sempre
positivi
– per rappresentare correttamente il carattere End-Of-File
(EOF, ovvero il CTRL-Z o CTRL-D della tastiera) che
vale -1, talvolta si usa il tipo int anche per i caratteri
8
Tipi di dato interi
Esempi di variabili di tipo intero:
int x;
long int fattoriale_di_x;
short int anno_nascita;
unsigned short int contatore;
Esempi di variabili di tipo carattere:
char carattere_letto;
unsigned char contatore;
→ è un contatore modulo 255
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Tipi di dato in virgola mobile
• In C sono disponibili tre tipi di dato in virgola mobile:
float : rappresentato su almeno 4 byte
double : rappresentato su 8 byte, con 11 bit per
l'esponente (doppia precisione)
long double : rappresentato su 10 o 12 byte, con 15
bit per l'esponente (quadrupla precisione)
• Il punto decimale (NON la virgola) separa la parte intera
da quella frazionaria; la lettera e (oppure E) separa la
mantissa dall'esponente
float x, y;
• Esempi:
double z;
x = 1.0;
y = 3.0e8;
z = 3.1415926535897932;
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Costanti
•
Le costanti intere possono essere specificate in decimale
(1234), ottale (01234, corrisponde a 12348) o esadecimale
(0xFF, per FFh)
– Una costante intera, come 1234, è un int
– Una costante intera seguita da una l (o L), come
123456789L, è una costante long int
– Una costante intera seguita da ll (o LL), come
123456789LL, è una costante long long int
– Una costante intera senza segno è terminata da una u
(oppure U), come 2345U o 0xABCDU
– I suffissi ul (o UL) indicano una costante unsigned long
int, come 123456789UL
– I suffissi ull (o ULL) indicano una costante unsigned
long long int, come 123456789ULL
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Costanti
• Le costanti floating-point contengono il punto
decimale, oppure un esponente, oppure entrambi
• Per default il loro tipo è sempre double
123.4
1e-5
6.22e23
• Il suffisso f (o F) indica una costante float, come
3.14F
• Il suffisso l (o L) indica una costante long double,
come 3.1415926535897932e2L
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Costanti
• Una costante carattere è un intero scritto sotto forma
di carattere racchiuso tra due apici, come '$'
• Il valore di tale costante è il valore numerico del
codice ASCII di quel carattere
Esempio: '0' ha valore 48 nel codice ASCII
• I caratteri di controllo, oppure quelli non ottenibili da
tastiera, si rappresentano con una sequenza di
escape che inizia con il backslash \
– Esempi: '\n' , ritorno a capo (CR, ASCII 0x0A)
'\0' , carattere nullo (ASCII 0x00)
'\\' , backslash (ASCII 0x5C)
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Costanti
• Si può generalizzare l'uso della sequenza di escape
per rappresentare qualsiasi carattere del codice
ASCII
• Ad esempio: '\061' (618), '\x31' (31h)
rappresentano entrambi il carattere stampabile '1'
• Le costanti carattere possono comparire nelle
espressioni numeriche e vengono trattate come interi
– Esempio: l'espressione: '3' - '0' vale 3.
Infatti:
codice ASCII di 3 - codice ASCII di 0
→ 0x33 - 0x30 = 0x03 = 310
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Stringhe costanti
• Una stringa costante, o costante alfanumerica, è una
sequenza di caratteri racchiusi fra doppi apici
• Esempi: "Questa è una stringa costante"
"" → è la stringa vuota!
• Gli apici non fanno parte della stringa, ma servono a
delimitarla
• Le stringhe costanti possono essere concatenate al
momento della compilazione:
"Hello," " world! "
equivale a: "Hello, world!"
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Stringhe costanti
• Nella rappresentazione interna, ogni stringa è
terminata dal carattere nullo '\0' (che vale 0)
• La memoria fisica (in byte) richiesta per ogni stringa è
pari al numero di caratteri fra gli apici più uno (il'\0')
• Esempio: la stringa costante "pippo" verrà
collocata in 5+1=6 byte di memoria
• NOTA: 'x' e "x" non sono la stessa cosa. Infatti,
'x' è un intero (ASCII 0x78), mentre "x" è una
stringa; in memoria essa è costituita dal carattere
'x' più il '\0'
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Tipi di dato per enumerazione
• Un’enumerazione è una lista di valori interi costanti
• Le costanti vengono fissate mediante una dichiarazione
di enumerazione, con la keyword enum:
enum giorno { Lunedi, Martedi, Mercoledi,
Giovedi, Venerdi, Sabato, Domenica };
• Per default, in un’enumerazione il primo nome ha
sempre valore 0, il secondo 1 e così via
• È anche possibile specificare dei valori espliciti, e tra
loro non necessariamente distinti:
enum mesi { GEN = 1; JAN = 1; FEB = 2; MAR = 3; APR =
4; MAG = 5; MAY = 5; GIU = 6; JUN = 6; LUG = 7; JUL
= 7; AGO = 8; AUG = 8; SET = 9; SEP = 9; OTT = 10;
OCT = 10; NOV = 11; DIC = 12; DEC = 12 } ;
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Dichiarazione delle variabili
• Per poterle utilizzare, tutte le variabili devono essere
dichiarate
• Una dichiarazione specifica il tipo e una lista di nomi
di una o più variabili di quel tipo:
int x, y, z;
unsigned char carattere_letto;
long double deficit_dello_stato;
• È anche possibile inizializzare una variabile ad un
valore contestualmente alla sua dichiarazione:
int i = 0;
char carattere_letto =
'a';
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Il qualificatore const
• Il qualificatore const si applica ad una variabile e
specifica che il suo valore non verrà mai alterato
const double e;
e = 2.71828182845905;
oppure
const double e = 2.71828182845905;
• Una costante può essere definita anche mediante
una macro di sostituzione, direttiva di preprocessor
all'inizio del file sorgente:
#define PIGRECO 3.1415926535897932
Tutte le occorrenze di PIGRECO nel codice saranno
automaticamente sostituite dalla costante
floating-point 3.1415926535897932
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Variabili locali
• Un programma C è costituito da un insieme di
funzioni
• Una variabile definita internamente a una funzione è
una variabile interna, o locale
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 4;
printf ("%d", i);
return;
}
i è una variabile locale
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Variabili globali
• È possibile definire anche delle variabili globali, o
esterne alle funzioni
• Esse sono accessibili a un insieme di funzioni
(oppure a tutte)
#include <stdio.h>
int a, b;
void f1(void);
int f2(void);
int main()
{
f1();
printf ("Somma a + b = %d",
f2());
return;
}
void f1(void)
{
printf ("Introduci a e b: ");
scanf ("%d %d", &a, &b);
return;
}
int f2(void)
{
return (a + b);
}
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Variabili globali e visibilità
• Le variabili globali sono un modo alternativo ai
parametri per comunicare informazioni tra funzioni
diverse
• Una variabile globale:
– va dichiarata all’inizio del file sorgente, subito
dopo le direttive al preprocessor
– è allocata in modo permanente per tutta la durata
del programma
– è visibile a tutte le funzioni dichiarate
successivamente nello stesso file sorgente
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Regole di visibilità (scope)
• Lo scope di un nome è la porzione di programma
all’interno della quale tale nome può essere usato
• Per una variabile locale, dichiarata all’inizio di una
funzione o come suo argomento, lo scope è la
funzione stessa
• Variabili locali aventi lo stesso nome ma dichiarate in
funzioni diverse sono variabili differenti!
• Per una variabile globale o una funzione, lo scope va
dal punto in cui essa è dichiarata fino al termine del
file in cui si trova
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Dichiarazione o definizione?
• È importante distinguere tra la dichiarazione di una
variabile esterna e la sua definizione
• Una dichiarazione rende note soltanto le proprietà di
una variabile
• Una definizione provoca anche l’allocazione di
un’area di memoria riservata a quella variabile
• La distinzione è fondamentale nel caso di variabili
esterne e utilizzate in più file sorgenti Ð la memoria
deve essere allocata una sola volta
• Gli stessi concetti verranno anche applicati alle
funzioni
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Variabili extern
• Fra tutti i file che costituiscono il file sorgente, uno
solo deve contenere la definizione di una variabile
esterna
• Tutti gli altri possono contenere solo dichiarazioni
extern della stessa variabile
/* pippo.c */
/* pluto.c */
#include <stdio.h>
#include <stdio.h>
int x;
extern int x;
int main()
int main()
{
{
x = 5;
int y;
…
x = y + 4;
…
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/* pippo.c */
L’allocazione della
memoria per la
variabile x viene
effettuata dalla
compilazione di
pippo.c
#include <stdio.h>
int x;
int main()
{
x = 5;
…
/* pluto.c */
#include <stdio.h>
extern int x;
In pluto.c, alla
variabile extern
corrisponde un
puntatore all’area di
memoria di x
int main()
{
int y;
x = y + 4;
…
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