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Introduzione al C

Unità 8 – Stringhe

D. Bloisi, S. Peluso, A. Pennisi, S. Salza

Pagina 22016/2017Unità 8 - Stringhe

Sommario – Unità 8

• Array di caratteri: stringa

• Inizializzazione di stringhe

• Lettura e scrittura di stringhe

• Operazioni sulle stringhe

• Funzioni per la manipolazione delle stringhe


Array di caratteri

• Un caso particolare di array è quello costituito da caratteri.

• Le sequenze di caratteri servono per gestire testi.

• In C si usa il termine stringa per indicare gli array dicaratteri.

• La libreria <string.h> offre alcune funzioni speciali per gli array di caratteri.


Rappresentazione di stringhe in C

• Nel linguaggio C una stringa è rappresentata mediante un array di caratteri terminante con il carattere speciale '\0' (codice ASCII = 0), che, quindi, funge da terminatore di stringa.

• In questo modo è possibile conoscere la lunghezza di una stringa contando il numero di caratteri che precedono il carattere '\0'.


Esempio 1#include <stdio.h>

s[N];

int main() {const int N chars[0] = 'H';

= 25;

s[1]='e'; s[2]='l';s[4]='o';s[3]='l';

s[5]='\0'; // terminatore stringaprintf("%s\n", s); return 0;

}Nota: si utilizza il formato%s nella printf per le stringhe

Questo programma stampaHello



int main()const

{int N = 25;

char s[N]; int i;for(i = 0; i < N; i++)

s[i] = 'a';s[0] = 'H'; s[1]='e'; s[2]='l';s[3]='l';// mancato

s[4]='o';inserimento

// del terminatore stringa printf("%s\n", s);return 0;

}

Questo programma stampaHelloaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa



int main()const

{int N = 25;

char s[N]; int i;for(i = 0; i < N; i++)

s[i] = 'a';s[0] = 'H'; s[1]='e'; s[2]='l';s[3]='l';s[5]='\0';

s[4]='o';// terminatore stringa

printf("%s\n", s);return 0;

}

Questo programma stampaHello


Stringhe costanti

• Stringa costante: serie di caratteri tra doppi apiciEs: "HELLO WORLD"

• Stringa: array di caratteri che termina sempre con il carattere nullo, cioè la sequenza di escape \0

• Per memorizzare una stringa si usa un array di caratteri:

Char str[] = "some text"• Array di 9+1=10 elementi


Stringhe e caratteri

• Le stringhe sono diverse dalle costanti carattere• "a" stringa: è un array di 2 elementi:

char array[2]; 'a' e '\0'

• 'a'costante : è un solo carattere:

char ch = 'a';

• In memoria:"a"occupa due byte ('a' e '\0')'a'occupa un solo byte


Inizializzazione tramite costante 1/3

"some text"; str);

#include <stdio.h>

int main() {char str[10] =printf("%s\n",return 0;

}





• L’array che rappresenta la stringa ha dimensione (almeno) maggiore di 1 rispetto alla stringa

• Aggiunto automaticamente il terminatore \0

• Se si specifica la lunghezza della stringa il numero di caratteri deve corrisponderechar str[3] = "ecco"; tagliati gli ultimi due caratteri

char str[3] = "e"; elementi mancanti messi a 0


Esempio

#include <stdio.h>

int main() {char str[10] = text";printf("%s\n",

"some str);

di str = %d\n“,printf("dimensione sizeof(str));

char s[] = {'g', 'u', 'a', 'r', 'd', 'a'};printf("%s\n", s);

s = %d\n", sizeof(s));printf("dimensione di return 0;

}


Possibile output

some textdimensioneguardaxxxdimensione

di str = 10

di s = 6

Manca il carattere di terminazione '\0' dopo l’ultima 'a' di “guarda”


Esempio modificato

#include <stdio.h>

int main() {char str[10] = text";printf("%s\n",

"some str);

printf("dimensione di str = %d\n“, sizeof(str));

char s[] = {'g','u','a','r','d','a','\0'}; printf("%s\n", s);printf("dimensione di s = %d\n", sizeof(s)); return 0;

}

carattere speciale '\0'


Output di esempio modificato

some textdimensione di str = 10guardadimensione di s = 7


Stringhe e array

• Una stringa di caratteri è un array a tutti gli effetti

• Accesso ai singoli elementi tramite nome e indice

char str[5] = "ecco";

char[3] contiene il carattere 'o'

• Viene trattata dal compilatore come un puntatore (nome di array)

• Il nome della stringa è l’indirizzo del byte che contiene il primo elemento della stringa


Lettura e scrittura di stringhe 1/3

Si usano le funzioni scanf e printf con la specifica di formato %s

char str[4];scanf("%s", str);printf("%s", str);

N.B. Non si mette l’operatore indirizzo &, perché il nome della tringa str è già un puntatore che punta al primo elemento dell’array



#include <stdio.h>#define N 20

int main() {char ar[N] = "Oggi piove. ”;char str[N];printf("Digita una stringa:");scanf("%s", str);printf("Prima stringa: %s\n", ar};printf("Seconda stringa: %s\n", str};return 0;

}



• scanf• L’argomento deve essere un puntatore a un array di

dimensioni sufficienti per contenere la linea di input• Termine di immissione: carattere invio• Alla fine della stringa viene automaticamente

aggiunto il carattere \0• printf

• L’argomento deve essere un puntatore a un array di caratteri terminato dal carattere nullo (\0)

• I caratteri sono stampati fino al terminatore


Stringhe e puntatori 1/2

#include <stdio.h>

int main() {char *p = "abc";printf("%s %s %s", p, p+1, p+2);return 0;

}


Stringhe e puntatori 2/2

• La stringa sarà composta da quattro elementi, compreso il terminatore \0

• Alla variabile p viene assegnato l’indirizzo del primo elemento dell’array di caratteri "abc"

• La stampa di un puntatore a char provoca la stampa di tutti caratteri dell’array fino al terminatore \0

• printf(.. p): stampa tutta la stringa cioè abc• printf(.. P+1): stampa il secondo elemento cioè b• printf(.. P+2): stampa il terzo elemento cioè c


Dimensione delle stringhe in C 1/4

Per le stringhe rappresentate come array di caratteri, bisogna distinguere tra

Ø dimensione dell’array (staticamente determinata alla sua creazione) rimane fissa

Ø lunghezza della stringa (può invece variare a tempo di esecuzione)

N.B. La dimensione della stringa (più il terminatore \0) dovrà essere sempre non superiore a quella dell’array



ØDimensione dell’array 256

ØLunghezza della stringa 5

const int N = 256;char s[n];s[0]='H'; s[1]='e'; s[2]='l';s[3]='l'; s[4]='o'; s[5]=\0; // terminatore di stringa



ATTENZIONE

• La lunghezza (dimensione) della stringa deve essere sempre minore o uguale della dimensione dell’array meno uno (perché bisogna considerare sempre il carattere terminatore della stringa).

• In caso contrario, si ha un accesso fuori dalla zona di memoria allocata alla stringa con conseguente possibilità di errori.



Calcolo della lunghezza della stringa

• Il calcolo della lunghezza di una stringa, cioè il conteggio dei caratteri che precedono il terminatore di stringa, si effettua tramite la funzione strlen (v. dopo).

• Tale funzione è però inefficiente (perché richiede un ciclo di scansione di tutta la stringa); quindi, a volte, si preferisce usare un argomento esplicito che contiene la lunghezza della stringa.



Calcolo della lunghezza della stringa

• Il calcolo della lunghezza di una stringa, cioè il conteggio dei caratteri che precedono il terminatore di stringa, si effettua tramite la funzione strlen (v. dopo).

• Tale funzione è però inefficiente (perché richiede un ciclo di scansione di tutta la stringa); quindi, a volte, si preferisce usare un argomento esplicito che contiene la lunghezza della stringa.


Funzione strlen

size_t strlen( const char *str );

• Serve a determinare la lunghezza di una stringa• Restituisce la lunghezza della stringa str passata

come paramentro• È una funzione definita in <string.h>N.B. Il tipo size_t è di fatto unsigned long int e

viene usato per contenere il valore assoluto della differenza tra due indirizzi

size_t


Esmpio strlen

#include#include

<stdio.h><string.h>

int main() {char str[100] = "test string";printf("%d\n", printf("%d\n",

sizeof(str));strlen(str));

return 0;} Questo programma stampa

10011


Esempio: conteggio di occorrenze 1/3

Scrivere una funzione che, presi come parametri una stringa (sotto forma di array dicaratteri s[]) e uno specifico carattere c, restituisca il numero di occorrenze di cnella stringa.



int contaChar (const char s[],int N,char c) {int conta = 0;int pos = 0; while (pos < N) {

if (s[pos] == c)conta++; pos++;

}return conta;

}



int contaChar(const char *s, char c) {

pos = 0;int conta = 0; intint N = strlen(s);while (pos < N) {

if (s[pos] == c) conta++; pos++;

}return conta;

}

Usando la funzione strlen


Main di prova

int main() {

char s[256];

char c;

printf("digitare una parola, poi premere INVIO\n");

scanf("%s", s);

//pulisco il buffer in ingresso while(c != '\n' && c!= EOF){getchar();}

printf("digita il carattere da cercare, poi premiINVIO\n");

scanf("%c", &c);

int i = contaChar(s, c);

printf("il carattere %c si trova %d volte in %s\n",c,I,s);

return 0;

}


Esempio: codifica di una stringa 1/3

• Scrivere una funzione che, presi come parametri una stringa (sotto forma di array di caratteri) ed un interod , restituisca la stringa opportunamente codificata.

• La codifica è ottenuta sostituendo ciascun caratterecon il carattere che ha codice pari al codice del carattere da sostituire incrementato di d.

• Esempio• "ciao" con d=3 diventerà "fldr"



void codifica(const char *str,char *strRis,int d){ char c;int ci;int N = strlen(str); int i;for (i = 0; i <

strRis[i]N; i++)= d + str[i];// terminatore di stringastrRis[N]='\0';

return;}



Nota 1: il primo dei due parametri di tipo array di caratteri ha il ruolodi input, ed è quindi dichiarato const, mentre il secondo ha il ruolo di output e non può essere dichiarato const in quanto verrà modificato.

Nota 2: nell’istruzione strRis[i] = d + str[i]; c’è una conversione implicita ad intero per poter effettuare la somma e poiuna conversione di nuovo a carattere per memorizzare il risultato.

Nota 3: in questa funzione si assume che sia stata già allocata memoria per la stringa di output strRis di dimensione almeno pari a quella di str. Inoltre, è necessario aggiungere il carattere '\0' per terminare la stringa di output.


Esempio: sequenza più lunga 1/2

• Scrivere una funzione che:• riceva una stringa come parametro• restituisca la lunghezza della più lunga sequenza

di 0 contenuta nella stringa data• Se ad esempio la stringa passata come parametro è

"001000111100", allora la più lunga sequenza di soli '0' è quella sottolineata, che ha lunghezza 3.



• Scrivere una funzione che:

• riceva una stringa come parametro

• restituisca la lunghezza della più lunga sequenza di 0 contenuta nella stringa data

• Se ad esempio la stringa passata come parametro è "001000111100", allora la più lunga sequenza di soli '0' è quella sottolineata, che ha lunghezza 3.



int sottosequenza(const char *s) {char bit; // l’elemento corrente della sequenza

0della sequenza di della massima lungh

int i, cont = 0; // lunghezza attuale int maxlung = 0; // valore temporaneo

stringaint N = strlen(s); // lunghezza della for (i =0; i < N; i++) {

bit = s[i];if (bit =='0'){ // e’ stato letto un altro '0' cont++; // aggiorna la lungh.della sequenza correnteif (cont > maxlung) maxlung=cont;

}else // e’ stato letto un ‘1’cont = 0; // azzera la lungh. seq. corr.

} return maxlung;}


Header string.h

string.h è un header file che contiene una serie di definizioni di funzioni per la manipolazione di stringheAd esempio in string.h è definita la funzione

size_t strlen( const char *str );

che restituisce la lunghezza della stringa passataparametro str.


Comparazione di stringhe in C

La funzione strcmp permette di confrontare due stringhe

int strcmp(const char *str1,const *str2);

Effettua un confronto lessicografico tra due stringhe restituendo un valore

< 0 se str1 precede str2,

= 0 se str1 è uguale a str2,

> 0 se str1 segue str2


Confronto lessicografico

• Una stringa s precede una stringa t inordine lessicografico se:§ s è un prefisso di t, oppure§ se c e d sono il primo carattere rispettivamente dis e t in cui s e t differiscono, allora c precede dnell’ordinamento dei caratteri.

Nota: per i caratteri che sono lettere alfabetiche, l’ordinamento è quello alfabetico. Le cifre precedono le lettere e le lettere maiuscole precedono quelle minuscole.


Esempi

• auto precede automatico

• Automatico precede auto

• albero precede alto

• H2O precede HOTEL

N.B. Il codice ASCII di A è inferiore a quello di a


Esercizio: verifica dell’ordine

Si scriva un programma che utilizzi la funzione strcmp per verificare l’ordinelessicografico mostrato negli esempi precedenti.


Schema di soluzione#include#include#include

<stdio.h><string.h><stdlib.h>

"auto"; "automatico";

int main() {char a[20] =char b[20] =if(strcmp(a,

printf("%sb) < 0) {

precede %s\n", a, b);

b) == 0) {uguale %s\n", a, b);

segue %s\n", a, b);

}else if(strcmp(a,

printf("%s}else {

printf("%s}return EXIT_SUCCESS;

}


Copia di stringhe in C

char *strcpy(char *dest, const char *src);

Copia la stringa src in dest e restituisce dest; dest viene quindi modificata.

char *strncpy(char *dest,const char *src,size_t n);

Copia i primi n caratteri di src in dest e restituisce dest; dest viene quindi modificata.


Esempio d’uso di strcpy#include#include#include


{str1[] = "esempio";

int main()charcharchar

str2[40];str3[40];

str1); "copia riuscita");

strcpy(str2, strcpy(str3, printf("str1: %s\nstr2: %s\nstr3: %s\n",

returnstr1, str2, str3);

EXIT_SUCCESS;}


Nota su strcpy

• La funzione strcpy copia la stringa src nella stringa dest, incluso il carattere terminatore e la restituisce.

• Il contenuto precedente di dest viene perduto.

• Il controllo che lo spazio puntato da dest sia sufficiente rimane a carico del programmatore.


Esempio d’uso di strncpy#include#include#include


int main() {str1[] = "esempio";char

charchar

str2[40];str3[40];

strcpy(str2, str1);strncpy(str3, "copia riuscita", 8);printf("str1: %s\nstr2: %s\nstr3: %s\n",

returnstr1, str2, str3);

EXIT_SUCCESS;}


Esecuzione

str1:str2:str3:

esempio esempio copia ri[d♣Ç

Perché si può ottenere questo risultato?


Concatenazione di stringhe in C

char *strcat(char *str1, const char *str2);

Concatena str2 alla fine di str1 e restituiscestr1; str1 viene quindi modificata.

char *strncat(char *str1, const char *str2, size_t n);

Concatena i primi n caratteri di str2 alla fine di str1 e restituisce str1; str1 viene quindi modificata.


Esempio d’uso di strcat#include#include#include


int main() {char str[80];

"queste ");"stringhe ");"sono ");

strcpy(str,strcat(str,strcat(str,strcat(str, "concatenate.");printf("%s\n", str);return EXIT_SUCCESS;

}


Ricerca di occorrenze di stringhe

char *strstr(const char *str1, const char *str2);

• Riceve come parametri due stringhe str1 e str2

• Restituisce il puntatore alla prima occorrenza della stringa str2 in str1, oppure NULL se str2 non compare come sotto-stringa di str1

• Le stringhe str1 e str2 non vengono modificate


Esempio d’uso di strstr#include#include#include


int main() {char str[] = "Tutti a casa, subito!";char*pch =

pch;strstr(str, "casa");

if(pch != NULL)strncpy(pch, "mare", 4);

printf("%s\n", str); return EXIT_SUCCESS;

}


Leggere stringhe da stream

char* fgets(char *s, int n, FILE *stream);

• fgets legge al più il numero di caratteri n menouno dallo stream specificato e li memorizza nella stringa s

• La lettura termina quando si hanno un carattere di nuova linea, un EOF o un errore.

• Se qualche carattere è stato letto e non c’è errore allora il carattere \0 è inserito alla fine di s.

Esempio d’uso di fgets

#include <stdio.h>int main() {

char buffer[60];char* pointer;int i;pointer = fgets(buffer, 60, stdin);if (pointer!= NULL) printf("%s\n",

pointer);return 0;

}

STREAM STANDARD DI INPUT

N.B. È meglio di scanf perché possiamo evitare di eccesere la taglia del buffer passato in input

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Esercizio

Si scriva un programma che:• legga da tastiera una stringa di lunghezza

arbitraria terminante con \n• stampi in output la stringa che ha letto• per limitare lo spreco di memoria si può

utilizzare solo un buffer di taglia massima 5 byte per memorizzare i caratteri in input.


Parametri in input ad un programma

La funzione main può essere dichiarata anche con un prototipo a due argomenti:

int main(int argc, char **argv)

Gli argomenti della funzione main indicano• un array di stringhe rappresentate mediante array di caratteri

argv • il numero di elementi dell’array argc.

Il primo argomento, cioè argv[0], corrisponde al nome delfile eseguibile.


Esempio: stampa argomenti

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) { int k;for (k = 0; k < argc; k++)

printf("%s ", argv[k]);printf("\n");

}


Esecuzione

>gcc stampaargomenti.c -ostampaargomenti

>./stampaargomenti stampaargomenti

>./stampaargomenti arg1 arg2 ciaostampaargomenti arg1 arg2 ciao

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