IMPORTATISSIMO!

A partire dalle prossime lezioni cominceremo ad occuparci di PHP, un linguaggio di scripting integrato nell'HTML e particolarmente adatto allo sviluppo di applicazioni Web.
Per poter partecipare alle esercitazioni occorre avere un account sulla macchina server.
Vi suggeriamo di richiederlo al pi� presto in WEBLAB (Lab. Von Neumann).
Per informazioni: http://php.weblab.crema.unimi.it

Preprocessore, Files e Linea di comando

Luned�, 22 Marzo 2004

OBIETTIVI DELLA LEZIONE

In questa lezione:

comprenderemo con pi� precisione le direttive al preprocessore #include e #define

impareremo ad operare con i files

vedremo come passare delle informazioni ad un programma dalla linea di comando

#include e #define

In molti esercizi visti nelle scorse lezioni abbiamo trovato comandi del tipo

#define LUN 10

(ad esempio nel file massimoCompito.c), oppure

#include <stdio.h>

(ad esempio nel file MassimoFunzionale2Compito.c).
Nella prima lezione avevamo accennato come queste "direttive" siano indirizzate al preprocessore.

#include

La direttiva #include <nomefile.h> viene letteralmente sostituita con il contenuto del file nomefile.h.
Perch� spezzare il codice in due o pi� files?

Potremmo scrivere funzioni che sono utilizzate da pi� programmi: basta metterle in un file che viene incluso da ogni programma. Se in un momento successivo dobbiamo fare delle modifiche, queste andranno fatte in un unico file.
Potremmo voler mascherare dettagli implementativi inutili agli altri programmatori.

Vediamo un esempio:

#include <stdio.h>

#define LUN 3
int calcolaMassimo(int numeri[]);

int main()
{
    int num, i, massimo;
    int numeri[LUN];

    for (i = 0; i < LUN; i++)
        scanf("%d", &numeri[i]);
    massimo = calcolaMassimo(numeri);
    printf("massimo=%d\n", massimo);

    fflush(stdin);
    getc(stdin);
}

int calcolaMassimo(int numeri[])
{
    int massimo, i;

    massimo = numeri[0];
    for (i = 1; i < LUN; i++)
        if (massimo < numeri[i]) massimo = numeri[i];
    return massimo;
}

Potrebbe essere sostituito dai due files:

#include "TrovaMassimo2.h"

int main()
{
    int num, i, massimo;
    int numeri[LUN];

    for (i = 0; i < LUN; i++)
        scanf("%d", &numeri[i]);
    massimo = calcolaMassimo(numeri);
    printf("massimo=%d\n", massimo);

    fflush(stdin);
    getc(stdin);
}

#include <stdio.h>

#define LUN 3
int calcolaMassimo(int numeri[]);

int calcolaMassimo(int numeri[])
{
    int massimo, i;

    massimo = numeri[0];
    for (i = 1; i < LUN; i++)
        if (massimo < numeri[i]) massimo = numeri[i];
    return massimo;
}

Notate che quando vogliamo includere un file standard (ad esempio stdio.h) il nome va racchiuso tra parentesi angolari (<nomefile.h>), mentre se � un file creato da noi (ed � contenuto nella stessa cartella del file che stiamo editando) va racchiuso tra doppi apici (" nomefile.h "). Altrimenti dobbiamo specificare il percorso completo.
L'estensione .h non � obbligatoria ma perch� usarne un'altra quando questa ci permette di comprendere subito di che cosa si tratta?

#define

In modo simile la direttiva #define permette di definire dei blocchi di codice che vengono letteralmente sostituiti all'etichetta. Questo pu� essere comodo per definire, come avevamo visto, delle costanti. In realta non stiamo definendo delle variabili ma solo delle MACRO! Oppure per rendere pi� leggibile il codice. Per esempio, i due files sopra potrebbero diventare:

#include "TrovaMassimo3.h"

int main()
{
    int num, i, massimo;
    int numeri[LUN];

    for (i = 0; i < LUN; i++)
        scanf("%d", &numeri[i]);
    massimo = calcolaMassimo(numeri);
    printf("massimo=%d\n", massimo);

    TIENI_APERTA_FINESTRA
}

#include <stdio.h>

#define LUN 3
#define TIENI_APERTA_FINESTRA {fflush(stdin); \
                              getc(stdin);}

int calcolaMassimo(int numeri[]);

int calcolaMassimo(int numeri[])
{
    int massimo, i;

    massimo = numeri[0];
    for (i = 1; i < LUN; i++)
        if (massimo < numeri[i]) massimo = numeri[i];
    return massimo;
}

Librerie standard C

Come utilizzare le funzioni contenute nelle librerie standard?

Per prima cosa includiamo il file che contiene il prototipo della funzione che vogliamo utilizzare. Come sappiamo che file includere?
- Apriamo un file di help della libreria: The C Standard Library (ad esempio).
- Cerchiamo la funzione che vogliamo utilizzare (strcmp() ad esempio).
  Quindi, il file da includere � string.h.
Et voil�, il gioco � fatto! Infatti il codice della funzione � contenuto, gi� compilato, nelle librerie standard e verr� linkato al nostro programma senza che ce ne accorgiamo.

L'elenco delle funzioni � molto lungo. E' utile per� avere un'idea di cosa ci sia di gi� pronto. Per questo vi suggeriamo di scorrere un file di help e sfogliare un buon manuale (insostituibile).

Gestione File e I/O in generale

Iniziamo considerando un file su disco. Operare con un file significa:

Aprirlo o crearlo (se non esiste ancora);
Posizionarsi all'interno del file (se l'informazione che cerchiamo non � all'inizio);
Leggere o scrivere almeno un carattere;
Chiudere il file
(Cancellare il file se non ci serve pi�).

Esempio:

// scriviconsole.c scrive in un file tutto quello che
// viene digitato da console

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NOME_FILE "console.txt"

main()
{
    FILE *file_out;
    char c;

    file_out = fopen(NOME_FILE, "w");
    if(file_out == NULL)
    {
      printf( "Non trovo il file.\n" );
      exit(-1);
    }
    printf("(Per terminare premi @)\n\n");
    c=getchar();
    while(c != '@')
    {
        fputc(c, file_out);
        c=getchar();
    }
    fclose(file_out);
}

Aprire o creare un file

Prima di poter leggere o scrivere in un file dobbiamo "aprirlo". L'operazione di apertura rende disponibile al programma un puntatore a FILE che useremo per effettuare tutte le operazioni. In caso di errore (ad esempio il file non esiste) l'operazione di aperture ritorna NULL.
Inoltre al file viene associato un buffer (o flusso, stream). Le operazioni di scrittura e lettura avvengono attraverso questo buffer e non direttamente sul file.
Esempio: fino a che non chiudo il file console.txt, questi non contiene caratteri nonostante io ne abbia digitati gi� molti.

Dobbiamo specificare in che modalit� vogliamo aprire un file:

r	sola lettura. Se il file non esiste ritorna NULL.
w	scrittura. Se manca il file viene creato, altrimenti il contenuto viene distrutto.
a	scrittura dalla fine del file. Se manca il file viene creato.
r+	lettura e scrittura. Se il file non esiste ritorna NULL.
w+	lettura e scrittura. Se manca il file viene creato, altrimenti il contenuto viene distrutto.
a+	lettura e scrittura dalla fine del file. Se manca il file viene creato.

Il file viene aperto di default in modalit� testo. Per aprirlo in modalit� binaria lo dobbiamo specificare aggiungendo alla modalit� prescelta una b.

Attenzione alla differenza tra modalit� binaria e testo. Vediamo questo esempio che conta il numero di caratteri presenti in questo file.

Si sta come
d'autunno
sugli alberi
le foglie.

// contacaratteri.c conta i caratteri contenuti in un file
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NOME_FILE "soldati.txt"

main()
{
    FILE *file_in;
    unsigned long numero_caratteri;

    file_in = fopen(NOME_FILE, "rt");
    if(file_in == NULL)
    {
      printf( "Non trovo il file.\n" );
      exit(-1);
    }
    numero_caratteri=0;
    while(fgetc(file_in) != EOF)
        numero_caratteri++;
    printf("[testo]: Il file e' composto da %u caratteri\n", numero_caratteri);
    fclose(file_in);

    file_in = fopen(NOME_FILE, "rb");
    if(file_in == NULL)
    {
      printf( "Non trovo il file.\n" );
      exit(-1);
    }
    numero_caratteri=0;
    while(fgetc(file_in) != EOF)
        numero_caratteri++;
    printf("[binaria]: Il file e' composto da %u caratteri\n", numero_caratteri);
    fclose(file_in);
}


C:\>contacaratteri.exe
[testo]: Il file e' composto da 46 caratteri
[binaria]: Il file e' composto da 50 caratteri

In modalita' testo i caratteri prima di essere posti nel buffer vengono interpretati. Ad esempio il fineriga (composto dai due caratteri LF [Line Feed: 10 o '\n'] e CR [Carriage Return: 13 o '\r']) viene trasformato in LF. In modalit� binaria non viene operata nessuna trasformazione.

Il file deve essere chiuso quando abbiamo finito di utilizzarlo. Questo svuota il buffer e ci garantisce che non vadano persi dei dati. Una alternativa per svuotare il buffer � utilizzare la funzione
fflush(puntatore_al_file).
Per cancellare un file si utilizza la funzione di libreria remove(nome_file). Non si pu� eliminare un file aperto!

Il tipo di accesso che abbiamo visto nell'esempio si dice "sequenziale": i dati vengono letti tutti dal primo fino a quello che ci interessa. Con alcuni supporti � verosimilmente l'unico (ad esempio con i nastri). Altri supporti (i dischi ad esempio) ammettono un accesso diretto all'informazione desiderata. Tale accesso � detto "diretto" o "casuale". Esempio:

// stampablocco.c stampa un blocco di caratteri
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NOME_FILE "soldati.txt"
#define PRIMO_CARATTERE 10
#define ULTIMO_CARATTERE 30

main()
{
    FILE *file_in;
    unsigned long numero_caratteri_stampati,
        numero_caratteri_da_stampare;
    int carattere_letto;

    // Apro il file
    file_in = fopen(NOME_FILE, "rt");
    if(file_in == NULL)
    {
      printf( "Non trovo il file.\n" );
      exit(-1);
    }

    // Salto al PRIMO_CARATTERE
    if( fseek(file_in, PRIMO_CARATTERE-1, SEEK_SET) != 0 )
    {
      printf( "Non riesco a posizionarmi.\n" );
      exit(-1);
    }

    numero_caratteri_stampati=0;
    numero_caratteri_da_stampare=ULTIMO_CARATTERE-PRIMO_CARATTERE+1;
    while( ((carattere_letto=fgetc(file_in)) != EOF) &&
        (numero_caratteri_stampati<numero_caratteri_da_stampare) )
    {
        numero_caratteri_stampati++;
        printf("%c",(char) carattere_letto);
    }

    // Avverto se non ho potuto stampare tutto
    if(numero_caratteri_stampati<numero_caratteri_da_stampare)
        printf("Attenzione, EOF raggiunto. Stampati solo %d caratteri",
                numero_caratteri_stampati);

    // Chiudo il file
    fclose(file_in);
}

Attenzione che se devo leggere il 10 carattere devo saltare di 9 (non 10) caratteri! E' come se il file fosse un array e la numerazione partisse da 0. Le possibili posizioni da cui spostarsi sono:

SEEK_SET	Inizio del file
SEEK_CUR	Posizione corrente
SEEK_END	Fine del file

Input/Output formattato

Esempio:

// questo programma vi fa famigliarizzare con le
// strutture dati dei FILE (cosa e' un puntatore a file)
// scrive in un file in modalita' append
// legge da un file dall'inizio fino all'ultima sua stringa
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    char nome[256], cognome[256], tel[256];
    char finito;
    char nomefile[]="rubrica.txt"   ;
    FILE *Fp1;

    // Apro il file in modalita' append testo
    Fp1 = fopen(nomefile, "a");
    if (Fp1==NULL){
        printf("File %s not found\n", nomefile);
        exit(-1);
    }
    printf("Il puntatore (*Fp) al file %s e' %d\n\n", nomefile, Fp1);

    finito='n';
    while((finito=='n') || (finito=='N'))
    {
        printf("Inserire Nome: "); scanf("%s", nome);
        printf("Inserire Cognome: "); scanf("%s", cognome);
        printf("Inserire TEL: "); scanf("%s", tel);

        fprintf(Fp1, "%s\t%s\t%s\n", nome, cognome, tel);
        fflush(stdin);

        printf("Finito? S(i) oppure N(o) --> ");
        scanf("%c", &finito);
    }

    // chiudo il file  e lo riapro in lettura testo
    fclose(Fp1);
    Fp1 = fopen(nomefile, "r");
    if (Fp1==NULL){
        printf("File %s not found\n", nomefile);
        exit(-1);
    }

    // il puntatore della posizione corrente del file e' all'inizio
    // (il file e' stato appena aperto), quindi lo leggeremo dall'inizio
    // IDEA: continuo a leggere con la stessa maschera con cui ho
    // scritto fino a che la fscanf assegna il numero di campi corretto
    printf("\n\nRubrica:\n");
    while ( fscanf(Fp1, "%s\t%s\t%s\n", nome, cognome, tel) == 3 )
    {
        printf("%s %s, %s\n", nome, cognome, tel);
    }
    fclose(Fp1);   // mi ricordo di chiudere il file

    fflush(stdin);
    getchar();
}

C:\>EsaminaFiles1.exe
Il puntatore (*Fp) al file rubrica.txt e' 2013505264

Inserire Nome: Mario
Inserire Cognome: Rossi
Inserire TEL: 037235467
Finito? S(i) oppure N(o) --> n
Inserire Nome: Valeria
Inserire Cognome: Bianchi
Inserire TEL: 0373123456
Finito? S(i) oppure N(o) --> s


Rubrica:
Mario Rossi, 037235467
Valeria Bianchi, 0373123456

main() e i suoi argomenti

Anche la funzione main() ha i suoi argomenti e restituisce al sistema operativo un valore.

Lo standard ANSI prevede che main() ritorni un intero. Il valore potrebbe essere utilizzato dal sistema operativo per monitorare una condizione di errore. Ce ne disinteressiamo.

La dichiarazione completa �:

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

...

}

argc � un intero che contiene il numero elementi presenti sulla linea di comando (elementi = numero di stringhe separate da spazi; quindi "Gestione risorse" sono due argomenti). Il valore minimo � 1 perch� il nome del programma (ovviamente presente sulla linea di comando) viene contato.

*argv[ ] � un array di puntatori a stringa. Contiene argc elementi, uno per ogni stringa presente sulla linea di comando (la prima � sempre il nome del programma)
Vediamo un esempio:

#include <stdio.h>
// Elenca gli argomenti forniti al programma sulla linea di comando.
// PER SEMPLICITA', VA INVOCATO DAL PROMPT DEI COMANDI
main(int argc, char *argv[ ])
{
    int i;
    printf("\nHai passato al programma %d argomenti\nIn ordine:\n", argc);
    for(i=0; i<argc; i++)
        printf("[%d] : %s\n", i, argv[i]);
}

Otteniamo

C:\>ElencaArgomenti 12 "Esplora risorse" laboratorio di informatica

Hai passato al programma 6 argomenti
In ordine:
[0] : ElencaArgomenti
[1] : 12
[2] : Esplora risorse
[3] : laboratorio
[4] : di
[5] : informatica

Gli argomenti sono sempre delle stringhe! Spetta al programmatore convertirle nel tipo di dato opportuno. Ad esempio per convertire una stringa ad intero si pu� utilizzare la funzione atoi().

Lab

Esercizio 1:

Dato il file Media.c, che avevamo visto nella quarta lezione, scorporare il codice che calcola la media in una funzione. Mettere la funzione e le eventuali costanti in un file .h. Suggerimento: introducete una costante che limiti il numero massimo di interi a 100.

Esercizio 2:

Partendo dall'esempio EsaminaFiles1.c, modificarlo opportunamente in modo che il file rubrica.txt venga aperto una volta sola in lettura/scrittura. Salvarlo con il nome EsaminaFiles2.c. Suggerimento: per evitare la seconda apertura, riposizionare la testina di lettura all'inizio del file con fseek().

Esercizio 3:

Sullo schema di EsaminaFiles2.c, che avete costruito nell'esercizio precedente, scrivete il programma scrivitabella.c che crei il file "temperature.txt" in cui su ogni riga ci sia il nome di una citt� e la temperatura separati da una tabulazione. Citt� e temperature vengono immesse dall'utente.

Esercizio 4:

Scrivere il programma mostra.c che invocato nel seguente modo:
C:\>mostra nomefile.txt
stampa a video il contenuto del file di testo nomefile.txt. Provatelo su questa poesia di Ungaretti: sanmartino.txt.

Esercizio 5:

Scrivere un programma che conti quante volte compare la lettera 'r' (maiuscolo o minuscolo non importa) nella costituzione della repubblica italiana. Il testo lo trovate in questo file: costituz.txt.

Informazioni sul sito

Laboratorio di informatica applicata
Roberto Sassi

Universita' degli studi di Milano - Dipartimento di tecnologie dell'informazione

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Luned�, 22 Marzo 2004

#include e #define

#include

#define

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