Esercitazione con puntatori e sizeof in C per l'università

Bubble sort con passaggio per riferimento

Riconsideriamo il programma per bubble sort per l'ordinamento Introduciamo l'uso di due funzioni: o bubbleSort o swap La funzione bubbleSort ordina l'array e chiama la funzione swap per scambiare tra loro gli elementi array[j] earray [j + 1] Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort con passaggio per riferimento

#include <stdio.h> #define SIZE 10 / / prototipo void bubbleSort (int * const array, size t size) ; int main (void) { int a [SIZE] = { 2, 6, 4, 8, 10, 12, 89, 68, 45, 37 }; puts ("Data items in original order") ; / / effettua un ciclo lungo l'array a for (size t i = 0; i < SIZE; ++i) { printf ("%4d", a[i] ) ; } Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort con passaggio per riferimento

bubbleSort (a, SIZE) ; // ordina l'array puts (" \nData items in ascending order") ; / / effettua un ciclo lungo l'array a for (size t i = 0; i < SIZE; ++i) { printf ("%4d", a[i] ) ; } puts ("") ; } Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort con passaggio per riferimento

void bubbleSort (int * const array, const size t size) { / / ordina un array di interi usando bubble sort / / prototipo void swap (int *element1Ptr, int *element2Ptr) ; / / ciclo di controllo delle iterazioni for (unsigned int pass = 0; pass < size - 1; ++pass) { / / ciclo di controllo durante ogni iterazione for (size t j = 0; j < size - 1; ++j) { / / scambia gli elementi adiacenti // se non sono in ordine if (array[j] > array[j + 1]) { swap ( &array[j], &array [j + 1] ) ; } } } } Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort con passaggio per riferimento

/ / scambia i valori delle locazioni di memoria / / alle quali element1Ptr ed element2Ptr / / rispettivamente puntano void swap (int *element1Ptr, int *element2Ptr) { int hold = * element1Ptr; *element1Ptr = * element2Ptr; *element2Ptr = hold; } Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort con passaggio per riferimento

Output del programma

Data items in original order 2 6 4 8 10 12 89 68 45 37 Data items in ascending order 2 4 6 8 10 12 37 45 68 89 Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort - analisi

Bubble sort - analisi

Ricordiamo che il C applica il principio di occultamento delle informazioni alle interazioni tra funzioni Per questo motivo la funzione swap non avrebbe accesso agli elementi individuali dell'array in bubbleSort per default Tuttavia bubbleSort vuole che swap abbia accesso agli elementi dell'array da scambiare Per questo, bubbleSort passa per riferimento ognuno di questi elementi a swap L'indirizzo di ogni elemento dell'array è passato esplicitamente Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort - analisi

Passaggio per riferimento esplicito

L'indirizzo di ogni elemento dell'array è passato da bubbleSort a swap esplicitamente if (array[j] > array [j + 1] ) { swap ( &array [j], &array [j + 1] ) ; } Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort - analisi

Elementi individuali e passaggio per valore

Gli array nella loro interezza sono passati automaticamente per riferimento Tuttavia, i loro elementi individuali sono considerati scalari e sono ordinariamente passati per valore Pertanto, bubbleSort usa l'operatore di indirizzo (&) con ognuno degli elementi dell'array nella chiamata di swap per effettuare il passaggio per riferimento swap ( &array [j], &array [] + 1] ) ; Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort - analisi

Accesso agli elementi in swap

Quando swap accede a *element1Ptr, sta in realtà facendo riferimento ad array [ j ] in bubbleSort Analogamente, quando swap accede a *element2Ptr, sta in realtà facendo riferimento ad array[j + 11 in bubbleSort swap ( &array[j], &array[j + 1] ) ; void swap (int *element1Ptr, int *element2Ptr) { int hold = * element1Ptr; *element1Ptr = * element2Ptr; *element2Ptr = hold; } Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort - analisi

Dichiarazione di array in bubbleSort

L'intestazione della funzione dichiara array come int * const array invece che come int array [] per indicare che bubbleSort riceve un array unidimensionale come argomento void bubbleSort (int * const array, const size t size) Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort - analisi

Parametro size e principio del privilegio minimo

Il parametro size è dichiarato const per applicare il principio del privilegio minimo Sebbene il parametro size riceva una copia di un valore in main e una modifica della copia non possa cambiare il valore in main, bubbleSort non ha bisogno di alterare size La dimensione dell'array rimane fissa durante l'esecuzione della funzione bubbleSort Pertanto, size è dichiarata const per essere sicuri che non venga modificata void bubbleSort (int * const array, const size t size) Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort - analisi

Prototipo di swap in bubbleSort

Il prototipo per la funzione swap è incluso nel corpo della funzione bubbleSort Il motivo è che bubbleSort è l'unica funzione che chiama swap Mettere il prototipo in bubbleSort riduce le chiamate appropriate di swap solo a quelle fatte da bubbleSort (o qualsiasi funzione che appaia dopo swap nel codice sorgente) void bubbleSort (int * const array, const size t size) { void swap (int *element1Ptr, int *element2Ptr) ; Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort - analisi

Dimensione dell'array come parametro

La funzione bubbleSort riceve la dimensione dell'array come parametro La funzione deve conoscere la dimensione dell'array per metterlo in ordine Quando un array viene passato a una funzione, la funzione riceve l'indirizzo di memoria del primo elemento dell'array void bubbleSort (int * const array, const size t size) { void swap (int *element1Ptr, int *element2Ptr) ; Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofBubble sort - analisi

Riutilizzo della funzione bubbleSort

L'indirizzo, naturalmente, non riporta il numero degli elementi nell'array Pertanto, si deve passare alla funzione la dimensione dell'array Ciò consente al programmatore di riusare la funzione in qualunque programma che debba ordinare array interi con singolo indice di qualsiasi dimensione void bubbleSort (int * const array, const size t size) Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofSizeof

Operatore sizeof

Il C fornisce lo speciale operatore unario sizeof per determinare la dimensione in byte di un array (o di un qualunque altro tipo di dati) Questo operatore viene applicato al momento della compilazione, a meno che l'operando sia un array di lunghezza variabile Quando è applicato al nome di un array, l'operatore sizeof restituisce il numero totale di byte nell'array come tipo size t _ Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofSizeof

#include <stdio.h> #define SIZE 20 size t getSize (float *ptr) ; // prototipo int main (void) { float array [SIZE] ; // crea l'array printf ("Number of bytes in the array is") ; printf ("ou\n", sizeof (array) ) ; puts ("Number of bytes returned by getSize is") ; printf ("%u\n", getSize (array) ) ; } Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofSizeof

/ / restituisce la dimensione di ptr size t getSize (float *ptr) { return sizeof (ptr) ; } Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofSizeof

Output dell'operatore sizeof

Output: Number of bytes in the array is 80 Number of bytes returned by getSize is 4 Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofSizeof

Dimensione delle variabili float

Le variabili di tipo float sul nostro computer sono memorizzate in 4 byte di memoria e array è definito di 20 elementi Vi sono quindi in totale 80 byte in array Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofSizeof

Determinare il numero di elementi

Il numero degli elementi in un array si può anche determinare con sizeof Ad esempio: double real [ 22 ] ; Le variabili di tipo double sono normalmente memorizzate in 8 byte di memoria Pertanto, l'array real contiene un totale di 176 byte Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofSizeof

Per determinare il numero degli elementi nell'array si può usare: sizeof (real) / sizeof (real [ 0 ] ) L'espressione determina il numero di byte nell'array real e divide quel valore per il numero dei byte usati per memorizzare il primo elemento dell'array (un valore double) Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofSizeof

sizeof con un puntatore

Anche se la funzione getSize riceve un array di 20 elementi come argomento, il parametro ptr della funzione è semplicemente un puntatore al primo elemento dell'array Quando usate sizeof con un puntatore, esso restituisce la dimensione del puntatore, non la dimensione dell'elemento al quale punta \\[ .. ] printf ("Number of bytes returned is %u\n", getSize (array) ) ; } / / restituisce la dimensione di ptr size t getSize (float *ptr) { return sizeof (ptr) ; } Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofSizeof

Portabilità e sizeof

Portabilità Il numero di byte usati per memorizzare un particolare tipo di dati può variare tra i sistemi di computer Quando scrivete programmi che dipendono dalle dimensioni dei tipi di dati e che saranno eseguiti su diversi sistemi, usate sizeof per determinare il numero di byte usati per memorizzare i vari tipi di dati Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeofSizeof

Applicazione dell'operatore sizeof

L'operatore sizeof può essere applicato a un qualsiasi nome di variabile, tipo o valore (compreso il valore di un'espressione) Quando è applicato al nome di una variabile (che non è il nome di un array) o a una costante, viene restituito il numero di byte usati per memorizzare il tipo specifico della variabile o della costante Le parentesi sono necessarie quando l'operando di sizeof è un tipo di dati Filippo Cugini - Esercitazione con puntatori e sizeof