DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Funzioni e Procedure
Marco D. Santambrogio – [email protected]
Ver. aggiornata al 21 Marzo 2014
Info di servizio 1
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Vi siete dimostrati volenterosi, quindi
teniamo la divisione proposta da voi
 Questa mattina è arrivato l’ultimo gruppo
per lo scambio!
2
Info di servizio 1
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
3
Info di servizio 2
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Il lab di lunedì 24 Marzo inizierà alle
3pm invece che alle 3.30pm
4
Info di servizio 3
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Mercoledì 3 Aprile, avete lezione prima
di IEIM (10.15am)
• Vorrei verificare la possibilità, solo per il
3 Aprile di iniziare alle 9.30am e finire
alle 11am
5
Info di servizio 4
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• Nuova pagina dei tool!
• Caricati dei video su
 Come installare la VM
 Come usare Code::Blocks
 Come scrivere il primo programma
http://home.deib.polimi.it/santambr/dida/ie
im/2014/tools/video.htm
6
Info di servizio 5
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Progetti alternativi di Informatica
 Ven 7am – 9am
 Quando il Ven non fosse possibile (ponti,
scioperi, etc.): Gio 8.30am – 10am
• Calendario online sul sito del corso
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Info di servizio 6
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Il NECST lab organizza visite ad altri
centri di ricerca
 Avvicinarsi a/conoscere nuove realtà di
ricerca
 Networking
• Centro di Super-computing Svizzero
 http://www.cscs.ch
 Data candidata: 22 Aprile 2014
 Se interessati, scrivere a me :)
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DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Obiettivi
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Funzioni
• Scope delle variabili
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La calcolatrice?
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Umh….
Meglio!
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La calcolatrice!
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Problema
 Si scriva un programma in C che, dati due
numeri, permette all’utente di calcolarne la
somma, sottrazione, moltiplicazione, e la
divisione tra essi
• L’utente, per ogni coppia di numeri inseriti,
potrà eseguire una e una sola operazione
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Prima osservazione: i dati!
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Definizione dei dati su cui devo lavorare
 Quanti dati mi servono?
 Di che tipo devono essere?
 Come gestisco l’operazione?
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Ragioniamo sul fIusso
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Inserire i dati (numeri e operazione)
• Verificare che l’inserimento dei dati sia
corretto
• Sulla base dell’operazione selezionata,
eseguire la funzione richiesta
• Mostrare il risultato
Questo NON e’ un algoritmo!!!!
-Non e’ “non ambiguo”
-I passi non sono atomici
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Primo compito per casa
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Scrivere l’algoritmo
che risolve il problema
in esame!
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Una prima soluzione
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Problema con
i char
16
Una 1ma sol corretta ;)
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E qui cosa succede?
17
IF annidati
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
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Osservazioni
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Quando abbiamo ragionato sul flusso,
abbiamo detto:
 Sulla base dell’operazione selezionata,
eseguire la funzione richiesta
• Quali sono le funzioni che potremmo
definire?
 somma, sottrazione, divisione e
moltiplicazione
• In C, queste vengo chiamate anche
sottoprogrammi
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Sottoprogrammi
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Un sottoprogramma è:
 un insieme di istruzioni dotato di nome
 descritto (definito) una sola volta
 attivabile (richiamabile o invocabile) all’interno
del programma o di un altro sottoprogramma
• Alcuni sottoprogrammi sono già definiti
 si pensi alla scanf e alla printf
 dietro a questi nomi vi sono una serie di istruzioni in
grado di, rispettivamente, intercettare la pressione
dei tasti e di visualizzare un carattere sullo schermo
 chi richiama queste funzioni non si preoccupa di
come sono fatte, basta sapere solo cosa fanno
(visione black box)
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Sottoprogrammi: motivazioni
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
•
Astrazione e leggibilità:
 enucleano parti di codice, nascondendo dettagli algoritmici e di codifica
 il nome di programma si presenta come “un’operazione elementare”
•
Strutturazione e scomposizione funzionale del programma:
 consentono una stesura del programma che riflette un’analisi
funzionale del problema
•
Collaudo:
 verifica di correttezza della soluzione facilitata dal poter verificare la
correttezza prima dei singoli sottoprogrammi e poi dell’intero
programma visto come insieme di chiamate che si scambiano
informazioni
•
Compattezza ed efficienza del codice:
 si evita di ripetere sequenze di istruzioni in più parti del programma
•
Modificabilità:
 una sola modifica vale per tutte le attivazioni del sottoprogramma
•
Riuso:
 sottoprogrammi non troppo specifici possono essere raccolti in librerie
utilizzabili da programmi diversi
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Funzioni e procedure
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• I sottoprogrammi si differenziano per la logica di
definizione per l’uso e per la modalità di chiamata e
possono essere


di tipo funzionale
di tipo procedurale

l’invocazione della funzione associa al nome della funzione il valore del risultato
calcolato dal sottoprogramma
• Sottoprogrammi di tipo funzionale (funzioni) possono
essere considerati una astrazione di valore
• Sottoprogrammi di tipo procedurale (procedure)
possono essere considerati una astrazione di
operazioni

l’invocazione della procedura è associata all’esecuzione delle istruzioni del
sottoprogramma che realizzano l’operazione specificata dal sottoprogramma
• Ad esempio:
leggi(A,B);
risultato = somma(A,B);
/* procedura*/
/* funzione*/
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Funzioni e procedure in C
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• In C esistono solo le funzioni
 Le procedure sono particolari funzioni che non
restituiscono nulla (VOID)
• Quindi parleremo solo di funzioni intendendo sia le
funzioni che le procedure
• Definire una funzione secondo il linguaggio C
implica:
 dichiarazione del prototipo della funzione (nella
sezione dichiarativa)
 definizione della funzione
 invocazione o chiamata della funzione (nel codice
che necessita della funzioni)
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Dichiarazione del prototipo
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Il prototipo definisce:
 il nome della funzione
 il tipo (funzione, procedura)
 il tipo dei parametri in ingresso e in uscita
• Chi utilizzerà la funzione dovrà rispettare la sintassi
definita nel prototipo
• Prototipo funzione
<tipo_ris> <nome_funz> (<lista tipi dei parametri>);
• Prototipo procedura (void è una parola chiave del C
che indica assenza di tipo)
void <nome_funz> (<lista tipi dei parametri>);
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Definizione del sottoprogramma
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
•
La definizione del sottoprogramma va messa dopo il main. Ha
la stessa struttura del main (anche il main, come sappiamo è
una funzione):
 Una parte dichiarativa
 Una parte esecutiva
<tipo> <nome> (tipo par_for1, tipo par_for2 ...)
{
parte dichiarativa locale
parte esecutiva
}
•
•
<tipo> <nome> (tipo par_for1, tipo par_for2 ...) è la
testata della funzione
par_for1, par_for2 sono i nomi dei parametri formali della
funzione, il cui tipo deve corrispondere in modo ordinato ai tipi
elencati nella dichiarazione del prototipo
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Parametri formali
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Le funzioni in C sono funzioni
in senso matematico,
il tipo del valore di ritorno
definisce il Codominio
mentre i valori possibili dei
parametri in ingresso
corrispondono al Dominio
• Parametri Formali:
 Rappresentano un riferimento simbolico (identificatori) a oggetti
utilizzati all’interno della funzione
 Sono utilizzati dalla funzione come se fossero variabili dichiarate
localmente
 Il valore iniziale di parametri formali viene definito all’atto della
chiamata della funzione tramite i parametri attuali (passaggio di
parametri)
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Istruzione return
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Parola chiave C utilizzata solo nelle funzioni
• Sintassi
return <espressione>
• È l’ultima istruzione di una funzione e indica:
 il punto in cui il controllo torna al chiamante
 il valore restituito
• In una funzione
 deve esserci almeno un’istruzione di return
 possono esserci più istruzioni di return ma in
alternativa
 la funzione può restituire un solo valore
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Chimante/Chiamato
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
•
•
•
All’atto della chiamata, il
controllo dell’esecuzione
passa dal chiamante al
chiamato
Il codice del chiamato
viene eseguito
codice chiamante
Inizio
programma
Istruzione 1
Istruzione 2
Chiama funzione
Istruzione 3
Passaggio
del controllo
Al termine
dell’esecuzione il
controllo ritorna al
chiamante, all’istruzione
successiva a quella della
chiamata
funzione chiamata
Ritorno
del
controllo
Istruzione 1
Istruzione 2
Istruzione 3
Istruzione 4
return
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Invocazione o chiamata
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Nel corpo del main o di un’altra funzione indica il punto
in cui va eseguita la parte del codice presente nella
definizione di funzione
• Invocazione di funzione

come operando in una espressione
<espressione> = <… nomefunzione(par_att1 …)…>;
• Invocazione di procedura
 come un’istruzione
nomeprocedura(par_att1, …);
• In entrambi i casi:
 par_att1,… sono i parametri attuali che devono corrispondere per
ordine e per tipo ai parametri formali
 I parametri attuali possono essere variabili, costanti o espressioni
definite nell’ambiente chiamante, i cui valori all’atto della chiamata
vengono copiati nei parametri formali
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Passaggio dei parametri
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Il passaggio dei parametri consiste nell’associare,
all’atto delle chiamata di un sottoprogramma, ai
parametri formali i parametri attuali
 Se il prototipo di una funzione è
float circonferenza (float raggio);
 Invocare questa funzione significa eseguire l’istruzione
c = circonferenza(5.0);
 In questo modo la variabile raggio (il parametro formale)
assumerà per quella particolare invocazione il valore 5 (il
parametro attuale).
• Lo scambio di informazioni con passaggio dei
parametri tra chiamante e chiamato può
avvenire in due modi:
 Passaggio per valore
 Passaggio per indirizzo
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Passaggio per VALORE
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• All’atto della chiamata il valore del
parametro attuale viene copiato nelle celle
di memoria del corrispondente parametro
formale.
 Il parametro formale e il parametro attuale
si riferiscono a due diverse celle di memoria
• Il sottoprogramma in esecuzione lavora nel
suo ambiente e quindi sui parametri
formali
• I parametri attuali non vengono modificati
31
Pausa…
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Pausa per 10’
32
La calcolatrice con le funzioni - prototipi
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
I prototipi
Le chiamate
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La calcolatrice con le funzioni – le funzioni
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
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Esempio: passaggio per valore
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Ambiente della funzione
somma
d1, d2
}
Quando invoco la funzione
in d1 e d2 vengono
copiati i valori di valore1 e
valore 2
/* nel main */
float valore1, valore2;
float risultato;
risultato=somma(valore1,valore2);
valore1,
valore2
risultato
Quando la funzione
termina il valore di risultato
in smma viene
copiato in risultato nel main
risultato
Ambiente della funzione
main
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Scope delle variabili
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
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Visibilità
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Visibilità di un identificatore:
 indicazione della parte del programma in cui tale identificatore
può essere usato
• Ambiente globale del programma
 insieme di identificatori (tipi, costanti, variabili) definiti nella
parte dichiarativa globale
 regole di visibilità: visibili a tutte le funzioni del programma
• Ambiente locale di una funzione
 insieme di identificatori definiti nella parte dichiarativa locale e
degli identificatori definiti nella testata (parametri formali)
 Regole di visibilità: visibili alla funzione e ai blocchi in essa
contenuti
• Ambiente di blocco
 insieme di identificatori definiti nella parte dichiarativa locale
del blocco
 regole di visibilità: visibili al blocco e ai blocchi in esso
contenuti
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Esempi
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
int x;
f()
{
int y;
y=1;
}
• La visibilità di y si estende dal punto di
dichiarazione fino alla fine del blocco di
appartenenza
int x;
g(int y, char z)
{
int k;
int l;
…
}
• y e z locali alla funzione g,con visibilità nel blocco
racchiuso da parentesi graffe
f(int x)
{
int x;
}
• k e l hanno la stessa visibilità
• Errata! Si tenta di definire due volte la variabile
locale x nello stesso blocco
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Mascheramento (shadowing)
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Un nome ridefinito all’interno di un blocco
nasconde il significato precedente di quel
nome
• Tale significato è ripristinato all’uscita del
blocco più interno
• In caso di omonimia di identificatori in
ambienti diversi è visibile quello
dell’ambiente più “vicino”
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Visibilità
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
char g1, g2, g3;
main()
{
int a, b;
…
{/*blcco1*/
double a,c;
}
…
}
void f1(){
…
{/*blocco2*/
char a,d;
}
…
{/*blocco3*/
float d
…
}
}
g1,g2,g3
a,b
Livello globale
main
a,c
blocco1
f1
a,d
blocco2
d
blocco3
40
Torniamo alla calcolatrice
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Verifichiamo gli ingressi?
41
Non possiamo fare di meglio?
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
42
Selezione multipla
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Operazione e’ uguale in tutti i casi
 Non posso evitare di ripetere
operazione ==
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Lo switch
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Lo switch ci permette
una alternativa al come
selezionare la
prossima istruzione da
eseguire
• Lo switch valuta una
espressione, quindi
cerca di confrontare un
valore con diversi
possibili cases
switch ( expression ){
case value1 :
statement-list1
case value2 :
statement-list2
case value3 :
statement-list3
case ...
}
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Lo switch
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
• Ciascun case contiene
un valore (value) e una
lista di istruzioni
(statement)
• Il flusso di controllo si
traferisce attraverso
tutte le istruzioni,
partendo dal primo
case che “corrisponde”
switch ( expression ){
case value1 :
statement-list1
case value2 :
statement-list2
case value3 :
statement-list3
case ...
}
45
La calcolatrice con lo switch
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
46
Piccolo problema…
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
47
Perche’???
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Flusso
48
Lo switch ed il break
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49
Zoom
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA E INFORMAZIONE
Flusso
50
Lo switch: default
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Fonti per lo studio + Credits
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• Fonti per lo studio
• Credits
 Gianluca Palermo