Programarea Calculatoarelor. Laboratorusers.utcluj.ro/~visoft/teach/programareacalculatoarelor...L1. Setarea mediului de lucru 1.1Bine At, i Venit! Bine at, i venit la "Programarea

Programarea Calculatoarelor. LaboratorVersiune 0.3

Cristian Vicas

ian. 03, 2021

Contents

1 L1. Setarea mediului de lucru 11.1 Bine At,i Venit! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Setare mediu de lucru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 L2. Instruct, iuni de control al execut, iei programului 32.1 Recapitulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Not,iuni noi introduse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.3 Probleme rezolvate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.4 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.5 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3 L3. Operatori s, i Expresii 93.1 Recapitulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.2 Not,iuni noi introduse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.3 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.4 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4 L4.Tabele I 134.1 Recapitulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.2 Not,iuni noi introduse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.3 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.4 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5 L5. Tabele II 175.1 Recapitulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175.2 Not,iuni noi introduse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175.3 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195.4 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6 L6. Structuri. S, iruri de caractere 216.1 Recapitulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216.2 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236.3 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

7 L7. Operat, ii cu date compuse I 257.1 Recapitulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

i

7.2 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257.3 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

8 L8. Operat, ii cu date compuse II 278.1 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278.2 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

9 L9. Structuri de date complexe I 299.1 Recapitulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299.2 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309.3 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

10 L10. Structuri complexe II 3310.1 Recapitulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3310.2 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3310.3 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

11 L11. Recursivitate 3511.1 Recapitulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3511.2 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3511.3 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

12 L12. Pointeri la funct, ii 3712.1 Recapitulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3712.2 Probleme propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3812.3 Evaluarea laboratorului (muncă individuală) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

13 Bibliografie 41

ii

L1. Setarea mediului de lucru

1.1 Bine At, i Venit!

Bine at,i venit la "Programarea Calculatoarelor", laborator!

Scopul primului laborator este de a vă seta s, i pune la punct mediul de lucru. Odată ce exemplul "Hello World" rulează,setarea mediului de lucru se consideră bine făcută.

1.2 Setare mediu de lucru

Sunt mai multe alternative, pentru început vă recomand pe cele simple, OnlineGDB s, i CodeBlocks. Acestea au"împachetate" toate cele necesare rulării unui program simplu. (IDE, toolchain)

După ce s, tit,i să scriet,i câteva linii de cod, putet,i încerca Eclipse. Eclipse este "doar" un IDE. Trebuie să avet,i pecalculator un toolchain. Există tutoriale pentru toate sistemele de operare mari, urmărit,i-le cu atent,ie.

Programele mari (gen Eclipse sau NetBeans) nu vin cu toolchain-ul lor preinstalat pentru că, în practică, există zeci sausute de toolchain-uri. Sunt foarte multe tipuri de arhitecturi, foarte multe variante, iar IDE-urile mai serioase permitsă lucrat,i relativ us, or cu aceste toolchain-uri variate.

1.2.1 CodeBlocks

Pe calculatoarele din sala de laborator avet,i instalat mediul CodeBlocks. Urmat,i pas, ii din îndrumătorul de laboratoral colegului meu, Ionel Giosan: Introducere în programare. Scheme logice s, i limbaj pseudocod. Familiarizarea cumediul de dezvoltare CodeBlocks

Urmat,i instruct,iunile de la sect,iunea: Primul proiect în CodeBlocks

Mai avet,i câteva opt,iuni la dispozit,ie, mai ales pe dispozitivele de acasă.

1

http://users.utcluj.ro/~igiosan/Resources/PC/Lab/L01.pdfhttp://users.utcluj.ro/~igiosan/Resources/PC/Lab/L01.pdf

Programarea Calculatoarelor. Laborator, Versiune 0.3

1.2.2 OnlineGDB

Există un portal unde putet,i scrie cod direct în browser: OnlineGdb. Vă recomand să vă facet,i un cont pentru a văputea salva munca. Portalul este relativ limitat (nu se poate face debug us, or) dar este suficient pentru primele 2-3laboratoare!

Din păcate, unele setări de securitate s, i dependint,a de un serviciu extern il fac bun doar pentru a încerca idei, rapid,atunci când nu avem acces la un mediu complet.

1.2.3 Eclipse CDT

Mediul de dezvoltare Eclipse, este un mediu profesionist, open-source s, i heavyweight ("greu"). Des, i va fi greoi caprimul contact cu C-ul, (trebuie să avet,i răbdare să citit,i tutoriale) îl recomand cu căldură. CodeBlocks îs, i va arătalimitarea rapid, când avem proiecte un pic mai mari.

Eclipse CDT funct,ionează pe majoritatea platformelor (Windows, Linux, Mac).

Mergeti la unul din tutorialele care explică cum să vă instalat,i toolchain-ul.

Căutat,i Eclipse IDE for C/C++ Developers aici: Eclipse IDE

Pe scurt, trebue să:

• Instalat,i MinGW (Minimalist GNU for Windows)

– Căutat,i mingw-get-setup.exe

– Instalat,i

– Rulat,i Instalation Manager s, i selectat,i mingw32-base, mingw32-gcc-g++, msys-base. ApoiInstallation -> Apply Changes

• Editat,i căile sistemului (la fel ca în tutorial)

• Instalat,i Eclipse CDT (dezarhivat,i zip-ul)

• Creat,i un nou proiect "Hello World" C, click dreapta pe el Build Project apoi Run As -> Local C/C++Application

• Erori? Întrebat,i!

1.2.4 NetBeans

NetBeans este un alt IDE popular, mai ales în mediul Java. Trebuie să vă instalat,i Java Runtime Environment de laOracle pentru a putea rula NetBeans.

Apoi, intrat,i pe tutorial pentru a vă activa plugin-ul de C s, i instala toolchain-ul.

1.3 Evaluarea laboratorului (muncă individuală)

Mediul de dezvoltare trebuie să meargă pe calculatorul de laborator s, i pe dispozitivul studentului.

Exemplul "Hello World" rulează pe toate dispozitivele.

Putet,i spune, empriric, ce rol are fiecare element din program.

2 Chapter 1. L1. Setarea mediului de lucru

https://www.onlinegdb.com/https://wiki.eclipse.org/CDT/User/FAQ#Are_there_complete_HowTos_for_setting_up_the_CDT.3Fhttps://www.eclipse.org/downloads/packages/https://netbeans.org/https://java.com/en/download/https://netbeans.org/community/releases/80/cpp-setup-instructions.html

L2. Instruct, iuni de control al execut, iei programului

2.1 Recapitulare

În acest moment putem să apelăm un toolchain care să transforme codul sursă în cod executabil. Putem executa acestcod s, i observa rezultatele.

Am văzut structura unui program minimal, unde trebuie să scriem cod, s, i câteva blocuri constructive care declarăvariabile s, i execută afis, ări pe ecran. Deocamdată le vom folosi as, a cum sunt, mai încolo, intrând în detalii.

• "Linia de text" int i; declară o variabilă în care putem stoca s, i opera cu întregi cu semn.

• "Linia de text" printf("%d ", i); cu care pot afis, a cont,inutul lui i împreună cu un mesaj, pe ecran

• Construct,ia \n care scrisă între ghilimelele de la printf trece la o linie nouă pe ecran

• Instruct,iunile pot fi grupate în blocuri de instruct,iuni

• Codul se scrie în funct,ia main() s, i se va executa secvent,ial.

• Expresii matematice simple.

Câteva expresii:

• a = 5 va păstra în a valoarea 5

• i = i + 1 va păstra în i valoarea incrementată cu 1 a lui i

• a == 5 va fi adevărată dacă a are valoarea 5.

• Operat,ii matematice, + - * /

Am introdus oficial instruct,iunile: for s, i if.

Convent,ia din C este că dacă o expresie are valoarea zero (0) ea este considerată falsă din punct de vedere al logiciiboleene.

3


2.1.1 for

Definit,ia este:

for( A ; B ; C ) instructiune

A este expresia de init,ializare, B condit,ia de continuare (sau de terminare) iar C este expresia de reinit,ializare

A se execută o singură dată la începutul ciclului for, apoi vine instruct,iunea care va fi repetată (care poate fi s, i un blocde instruct,iuni). Apoi, pe rând, se execută C urmat de evaluarea lui B. Dacă B rămâne adevărată, iterat,ia continuă.

Atent,ie, la final, expresia C va avea cu o execut,ie în plus fat, ă de numărul de rulări ai blocului instruct, iune.

2.1.2 if

if( condit, ie ){

cod A

}else{

cod F

}

Dacă condit, ie se evaluează la o valoare diferită de zero, se va executa cod A. Dacă se evaluează ca fals, se va executacod F. Asta înseamnă că bucata cod A se va executa doar când condit,ia este adevărată. Partea cu else poate sălipsească.

Atent,ie la înlocuirea blocului cu o singură instruct,iune s, i la confuziile între = s, i ==.

2.2 Not, iuni noi introduse

2.2.1 while

while( B ) instructiune

Cât timp expresia B este adevărată se va executa instruct,iunea.

Atent,ie, utilizatorul este responsabil de a termina bucla while. Dacă condit,ia B nu va fi falsă niciodată, avem un cicluinfinit. instructiune poate fi s, i un bloc de instruct, iuni.

2.2.2 do ... while

do instructiune while( B );

Execută instruct,iunea cât timp B este adevărată

Se va executa instructiune cel put,in o dată. Apoi se va evalua B. În funct,ie de valoarea de adevăr, se va relua ciclul.

Reiterăm, de obicei, în limbajul C, acolu unde este legal să apară o instruct,iune este legal să apară s, i un bloc deinstruct,iuni.

4 Chapter 2. L2. Instruct, iuni de control al execut, iei programului


2.2.3 break

Dacă vrem să ies, im mai repede din ciclul for putem apela această instruct,iune. Se va ies, i imediat. Util când, căutămo valoare într-un s, ir s, i odată găsită, nu are rost să iterăm până la capăt.

2.2.4 continue

Se întâmplă să putem decide că iterat,ia curentă nu mai trebuie executată până la capăt s, i că putem trece la următoarea.

În momentul întâlnirii ei, se va executa expresia de reinit,ializare s, i condit,ia de continuitate (la for, while) respectiv seva reveni la începutul blocului de instruct,iuni pentru do...while

2.2.5 goto s, i switch

Instruct,iunea goto nu o folosit,i

La switch vom reveni după ce stăpânit,i mai bine expresiile s, i constantele.

2.3 Probleme rezolvate

2.3.1 Afis, area numerelor divizibile cu 3

Problemă: Afis, ati numerele divizibile cu 3, mai mari decât zero s, i mai mici decât 100. Reluat,i s, i adaptat,i exemplul dela curs!

Sugestie de rezolvare:

Facem iterativ. Primul pas al fiecărei iterat,ii, proiectarea este dat. Voi trebuie să executat,i implementarea, rularea s, itestarea.

Preferabil, la fiecare iterat,ie să adăugat,i cod. Nu s, terget,i codul vechi din iterat,ia anterioară dacă nu vă mai trebuie,Comentat,i-l!

Putet,i să vă verificat,i s, i singuri de succesul fiecărei iterat,ii!

Iterat,ia 1:

Creat,i un proiect nou cu "Hello World" s, i rulat,i să fit,i siguri că mediul de dezvoltare este configurat ok

Iterat,ia 2:

Declarat,i o variabilă, init,ializat,i cu o valoare s, i afis, at,i-o

Iterat,ia 3:

Afis, at,i restul împărt,irii cu 3 a variabilei. Încercat,i mai multe numere pentru variabilă.

Iterat,ia 3:

Adăugat,i cod care să afis, eze dacă variabila este divizibilă cu 3 sau nu. Încercat,i mai multe numere.

Iterat,ia 4:

Iterat,i pentru toate valorile între 0 s, i 100, cele două instruct,iuni de afis, are de mai sus.

Iterat,ia 5:

Adăugat,i condit,ie pentru a afis, a doar numerele divizibile cu 3. Dacă facem această iterat,ie am îndeplinit cerint,eleproblemei!

2.3. Probleme rezolvate 5


Iterat,ia 6:

Curăt,at,i codul, aranjat,i textul, aliniat,i instruct,iunile s, i blocurile, înfrumuset,at,i ies, irea în consolă s, i mai facet,i o ultimăverificare.

Felicitări!

Mai jos, găsit,i o altă solut,ie posibilă. tot cu o abordare iterativă. De la simplu la complex.

Listing 2.1: Iterat,ia 1. Hello World!

#include int main(){

printf("Hello World");return 0;

}

Listing 2.2: Iterat,ia 2 Variabile s, i afis, are


int i=32;printf("i este %d", i);return 0;

}

Listing 2.3: Iterat,ia 3. Calculul restului pentru o valoare.


int i=32;printf("i este %d\n", i);printf("Restul este %d", i % 3);return 0;

}

Listing 2.4: Iterat,ia 4. Calculul restului pentru toate valorile


int i=32;for(i = 0; i < 100; i = i + 1){

printf("i este %d\n", i);printf("Restul este %d\n", i % 3);

}return 0;

}

Listing 2.5: Iterat,ia 5. Afis, area condit,ionată


(continues on next page)



(continuare din pagina precedentă)

int i=32;for(i = 0; i < 100; i = i + 1){

if (i % 3 == 0)printf("i este %d\n", i);

// printf("Restul este %d\n", i % 3);}return 0;

}

Listing 2.6: Iterat,ia 6. Curăt,are cod s, i afis, are mai elegantă.


int i;printf("Numerele intre 0 si 100, divizibile cu 3, sunt:\n");for(i = 0; i < 100; i = i + 1)

if (i % 3 == 0)printf("%d ", i);

return 0;}

2.4 Probleme propuse

Acum e rândul vostru să abordat,i problemele iterativ. Putet,i să facet,i iterat,ii mai mari, dar atent,ie, dacă vă împotmolit,isau merge mai greu, revenit,i la iterat,ii mici!

2.4.1 Minimul unei funct, ii pe un interval dat

Luat,i funct,ia matematică 𝑓(𝑥) = 𝑥4 − 5𝑥2 + 3𝑥 + 20 s, i găsit,i punctul 𝑥0 pentru care funct,ia e minimă. Se dă uninterval de căutare [-4, 4] s, i un pas de căutare, eps=0.001.

Sugestii:

Cu instruct,iunea double x; vă declarat,i o variabilă ce poate stoca numere în virgulă mobilă.

NU rezolvat,i problema matematic (algebric) din prima. Parcurget,i intervalul dat, cu pasul cerut. T, inet,i minte cea maimică valoare, într-o variabilă.

Evaluat,i funct,ia la fiecare pas. Dacă valoarea curentă e mai mică decât valoarea stocată anterior, ret,inet,i noua valoare.

Afis, at,i atât punctul de minim cât s, i valoarea funct,iei în punctul respectiv.

Pentru verificare rezolvat,i analitic sau putet,i introduce expresia în zona de căutare a motorului Google. Vă va plotafrumos graficul. Verificat,i dacă răspunsul dvs este în zona minimului.

2.4. Probleme propuse 7



Se va verifica că s, tit,i să folosit,i conceptele de limbaj prezentate până în acest moment.

2.5.1 Primele numere divizibile cu un număr dat

Scriet,i primele n numere mai mari sau egale cu 0, divizibile cu un număr a. Valorile n s, i a se scriu în variabile.

ATENT, IE!! Se cere primele n numere, s, i NU numerele mai mici decât n, ca la problema rezolvată.

Putet,i începe de la problema anterioară. Vă sugerez să folosit,i instruct,iuni while. Cu atent,ie să nu intrat,i în cicluinfinit.

Încercat,i să folosit,i s, i instruct,iunea break pentru a ies, i din bucla while.


L3. Operatori s, i Expresii

3.1 Recapitulare

În acest moment:

• Putem lucra cu variabile de tip întreg s, i virgulă mobilă, putem face operat,ii matematice, putem afis, a rezultatele,putem controla execut,ia programului, itera s, i lua decizii pe baza valorii expresiilor.

• Am văzut cum arată diverse tipuri de date, cum să determinăm câtă memorie ocupă un tip de date in memorie.

• Am văzut pe scurt, cum se defines, te o funct,ie s, i s, tim cum să apelăm funct,ii din diversele biblioteci.

3.1.1 Expresii

Egalitatea e testată cu ==. Avem clasicul strict mai mic < s, i strict mai mare > pe care le putem combina cu egalitatea:mai mic sau egal =.

Avem operat,ii logice s, i &&, sau ||, negare ! s, i prescurtarea pentru diferit, !=.

Dacă unele concepte enumerate nu vă sunt clare, reluat,i cursurile s, i laboratoarele anterioare.

Pe lângă cunos, tint,ele acumulate la laboratorul anterior, am văzut cum se poate lucra cu intrarea s, i ies, irea la tastatură.

3.1.2 I/O

printf("%d ", i) afis, ează variabila de tip int pe ecran. Construct,ia %d specifică cum anume se va interpretapattern-ul de bit,i a lui i. (Specificatorul de format). Avem specificatori pentru tipul float, char, s, i s, iruri decaractere.

Funct,ia scanf: scanf("%d", &i); preia un s, ir de caractere din buffer-ul de tastatură s, i îl interpretează ca unzecimal întreg (datorită lui %d). ATENT, IE la caracterul & în fat, ă la variabilă!

Căutat,i pentru printf s, i scanf documentat,ia. Familiarizat,i-vă cu afis, area pe un număr fix de caractere, afis, areaunui număr limitat de zecimale, spat,ii, alinierea la dreapta sau la stânga, etc.

9



3.2.1 Operatorii relat, ionali:

3.2.2 Incrementarea

Operat,ia i = i + 1 o putem prescurta cu operatorul de incrementare, ca i++ sau ++i. Căutat,i diferent,a întrevalorile acestor operat,ii, după execut,ia lor. Primul se numes, te postfix increment al doilea prefix increment.

Similar se poate folosi s, i i-- respectiv --i. Folosirea lor în expresii mai complexe nu este recomandată deoareceintroduce o dificultate la citire.

Altă prescurtare este i += 1. Operatorul de egalitate se poate combina în acest fel s, i cu alt,i operatori matematici s, ipe bit,i.

3.2.3 Operatori pe bit, i

Între două variabile se pot executa operat,ii pe bit,i. Ele sunt:

s, i & pe bit,i, sau |, negare ~, sau-exclusiv ^, s, i două operat,ii mai speciale, deplasarea pe bit,i:

> deplasare la dreapta: Bit,ii din dreapta se pierd, la stânga se inseră o valoare dependentă de tip s, i de compilator. Deobicei, operat,iile cu bit,i le executat,i pe tipuri fără semn (cu modificatorul unsigned). Pe tipuri fără semn, se va insera0. Pe tipurile cu semn, uneori, se inseră bitul de semn.

3.2.4 Asocierea

Există reguli de asociere. Deocamdată s, tim că înmult,irea este mai prioritară decât adunarea. Pentru restul, folosimdeocamdată parantezele.


3.3.1 Verificat, i deplasarea la dreapta sau la stânga

Matematic, deplasările pe bit,i sunt echivalente înmult,irii sau împărt,irii cu 2.

Verificat,i acest lucru! Luat,i un număr oarecare, mai mare. (gen 3423433). Facet,i operat,ii de deplasare cu diversevalori (mai mici decât 10). Verificat,i s, i înmult,irea respectiv împărt,irea cu 2.

Exemplu:

3423433 > 5 este 106982

Luat,i un ciclu for care să împartă sau să înmult,ească numărul cu 2, de atâtea ori de cât este precizat în operandul dindreapta.

Atent,ie, folosit,i o variabilă pentru numărul init,ial, pentru a putea controla toate operat,iile dintr-un singur punct!

Adică, luat,i variabila n pentru numărul init,ial s, i a pentru numărul de deplasări. Tot restul codului să fie scris în funct,iede n s, i a. Atent,ie, n trebuie să fie de tip unsigned int.

10 Chapter 3. L3. Operatori s, i Expresii


3.3.2 Afis, at, i valoarea binară a unui întreg fără semn I

Declarat,i o variabilă întreagă fără semn unsigned int s, i afis, at,i-i pattern-ul de bit,i. Afis, at,i numărul în zecimaldupă care afis, at,i pattern-ul de bit,i.

Observat, ii:

Operatorul sizeof() este folosit pentru a afla numărul de octet,i ocupat de variabilă.

Folosit,i operatorii de deplasare s, i AND pe bit,i pentru a afla valoarea unui bit.

Complicare:

1) Afis, at,i s, i valoarea hexazecimală a numărului.

2) Punet,i codul într-o funct,ie.

3) Scriet,i o funct,ie (sau funct,ii) care să afis, eze CORECT pattern-ul de bit,i la valori de tip long double sau SIGNEDint



3.4.1 Scrieri sofisticate

Testat,i afis, area formatată. Vet,i afis, a nis, te numere în diverse formaturi

Citit,i un număr n, întreg. Vet,i citi un alt număr a, în virgulă mobilă, de exemplu 342.34435 s, i vet,i afis, a pe rândnumărul a la puterea 1, apoi 2, s, i tot as, a până la n. Vet,i calcula s, i logaritm (în baza e) a rezultatului.

La fiecare pas, afis, at,i rezultatul (pe un rând, fiecare rând va cont,ine câteva câmpuri):

• Puterea

• Rezultatul ca număr în virgulă mobilă

• Rezultatul doar cu 3 zecimale

• Rezultatul în format s, tiint,ific/exponent,ial (cu E)

• Logaritmul, cu 2 zecimale.

Fiecare câmp va avea un număr mai mare de caractere decât necesare. Numerele vor fi aliniate la dreapta. Întrecâmpuri se va scrie virgulă.

Separat,i locul unde se fac calculele de locul unde se afis, ează (eg. nu efectuat,i înmult,iri în apelul la printf).

3.4. Evaluarea laboratorului (muncă individuală) 11


12 Chapter 3. L3. Operatori s, i Expresii

L4.Tabele I

4.1 Recapitulare

În cursul anterior v-at,i familiarizat cu un tip de date structurate, tabelele de valori.

Se declară tipul, urmat de numele variabilei urmat de numărul de elemente dorit:

int tab[100];

Tabelul se poate init,ializa la declarare, folosind acoladele: int tab[4] = {5, 4, 3, 2};

Accesul se face tot cu operatorul paranteză dreaptă: tab[2] = 9. Atent,ie, în C, indexarea este zero based. Primulelement are indexul zero!

Atent,ie s, i la alocarea de memorie multă, pe stivă. Limitat,i dimensiunile tablourilor locale. Dacă avet,i nevoie dememorie mai multă, rezervat,i pe heap, folosind malloc s, i pointeri.

Un tablou se poate declara la compilare sau se poate aloca dinamic, folosind pointerii. Dacă vrem să rezervăm o zonăde memorie de 5000 valori de tip float trebuie să:

• Declarăm o variabilă care să poată gestiona zona de memorie (un pointer de tip float*)

• Cerem de la sistemul de operare numărul de octet, i dorit

• Folosim memoria (putem scrie operat,ii de indexare ca s, i la tabele)

• Dealocăm.

Listing 4.1: Rezervarea memoriei pentru tabel, pe heap

int *pi;pi = (int*) malloc(sizeof(int) * 1000000);if (pi == NULL){

// Tratez eroarea legata de lipsa memoriei.}// Folosesc zona de memorie alocată, folosindu-ma de variabila pi.pi[10] = 32;printf("%d\n", pi[16]);

free(pi); // Dealoc memoria cand am terminat de lucrat.

13



4.2.1 Constante s, i identificatori

Numele variabilelor s, i a identificatorilor în C, pot fi compuse din litere mari, litere mici, cifre s, i caracterul underscore_. Obligatoriu identificatorul trebuie să înceapă cu o literă sau cu underscore. Dacă nu v-at,i dat seama până acum,limbajul C-ul este case sensitive. Variabila suma este diferită de variabila Suma. La fel s, i pentru instruct,iuni.

Constantele numerice se specifică implicit în baza 10, tip intDacă adăugăm un l sau L la sfârs, it, obt,inem tipul longint. Litera u sau U va determina un tip fără semn.

Constantele fără semn se pot specifica în hexazecimal punând prefixul 0x, în binar 0b iar pentru octal, prefixat,i cu un0 urmat de cifre între 0 s, i 7.

Pentru constante în virgulă mobilă, avem notat,ia cu punct zecimal, 32.4 sau notat,ia exponent,ială: 0.324e2.

Constantele de tip s, ir de caractere sunt păstrate între ghilimele ". Vom reveni asupra lor. Deocamdată le folosim laafis, area s, i citirea formatată.

Constantele de tip caracter (UN SINGUR CARACTER) sunt păstrate între apostrof 'A'. Ele sunt interpretate ca întregifără semn. Se pot folosi fără probleme în operat,ii aritmetice.

Caracterele speciale tab, newline, se specifică cu un backslash: \n pentru newline s, i \t pentru tab. În constante,pentru backslash trebuie puse două backslash-uri: \\. La fel, caracterul apostrof sau ghilimele, trebuie precedat debackslash: '\''. Avem apostrof (început de constantă caracter), backslash, apostrof, apoi apostroful de închidere aconstantei caracter. La fel s, i ghilimelele, dar DOAR în constantele de tip s, ir de caractere. Vice-versa, se poate s, i fărăbackslash: '"' respectiv: "un apostrof: '".


4.3.1 Numere pare

Citit,i n numere întregi de la tastatură. Memorat,i-le.

Afis, at,i pe ecran doar numerele pare din s, irul citit. Atent,ie, afis, area începe după ce s-au terminat de citit toate numerele.

La primele iterat,ii ale problemei putet,i lua un tabel de aprox 100 elemente.

La final, va trebui să avet,i s, i o variantă în care tabelul este alocat dinamic. Nu uitat,i să dealocat,i la final.

4.3.2 Transformare carteziană - polară

Citit,i două coordonate carteziene (x, y) s, i afis, at,i coordonate polare (unghi în grade s, i lungimea vectorului).

Căutat,i s, i folosit,i funct,ia atan2 din biblioteca

14 Chapter 4. L4.Tabele I


4.3.3 Afis, at, i valoarea binară a unui întreg fără semn II

Reluat,i problema din Section 3.3.2 cu câteva modificări.

Scopul exercit,iului este de a învăt,a să separat,i responsabilităt,ile codului. Există cod care generează s, i calculeazăreprezentarea binară s, i există cod responsabil de afis, are.

Calculat,i rezultatul într-un tabel de 32 de elemente.

Scriet,i funct,ii care să afis, eze tabelul:

• cu toate cifrele binare continue

• cu cifrele binare grupate câte 4

Putet,i "uni" cele două funct,ii folosind doar un nou parametru?



4.4.1 Evaluarea unui polinom

Se cites, te un polinom de numere reale de la tastatură. Se cites, te s, i un punct x s, i se evaluează polinomul.

Se cites, te n, numărul de coeficient,i. Apoi, fiecare coeficient pe rând. Ultima dată se cites, te valoarea x. Se va afis, afrumos polinomul s, i rezultatul.

Observat,ie: Coeficient,ii se vor stoca într-un tabel. Pot fi cel mult 100 de coeficient,i. Dacă n are valoare mai mare, seva da un mesaj de eroare.



16 Chapter 4. L4.Tabele I

L5. Tabele II

5.1 Recapitulare

În iterat,ia I am atins majoritatea elementelor din limbajul C. Ar trebui să fit,i familiari cu a scrie instruct,iuni, cu a afis, asau a citi date s, i cu a efectua operat,ii matematice mai complexe, cu variabile. Putet,i opera cu funct,ii simple.

Din Iterat,ia II, deocamdată s, itt,i să creat,i structuri de date, manipula zone de memorie (tablouri, pointeri), aloca s, iruride caractere.


5.2.1 Citirea unui tablou de elemente

Un pattern de programare des întâlnit este acela în care citim un număr (de ex n) apoi citim n valori.

Deocamdată alocăm memorie static sau pe stivă, pentru tablou. Luăm o valoare maximă s, i validăm n să nu depăs, eascăaceastă valoare.

Exemplu de citire a n valori:

Listing 5.1: Citire de n valori într-un tabel

1 #include 2 #define MAX_ELEM 1003 int main()4 {5 int n, i;6 int tab[MAX_ELEM];7 printf("Introduceti valoarea lui n ");8 scanf("%d", &n);9 if ((n = MAX_ELEM)){

10 printf("Eroare, n trebuie sa fie intre 0 si 100.");11 printf(" Ati introdus %d.\nProgramul se termina", n);12 return -1;13 }14

15 for(i = 0; i < n; i++){16 printf("tab[%3d]:", i);17 scanf("%d", &tab[i]);

(continues on next page)

17


(continuare din pagina precedentă)

18 }19

20

21 // Optional, afisam ce am citit22 printf("Tabelul este:\n");23 for(i = 0; i < n; i++){24 printf("tab[%2d] = %5d\n", i, tab[i]);25 }26

27 return 0;28 }

Deosebit este la linia 2, am declarat o constantă simbolică. Deocamdată considerat,i că peste tot în cod unde apareconstruct,ia MAX_ELEM va fi înlocuită cu construct,ia 100. Evităm astfel folosirea repetată a numărului 100.

La prima scriere, acest lucru pare mai laborios, tastăm mai mult. Dar atent,ie, dacă modificăm valoarea maximăstocată? S, i uităm să modificăm peste tot? Apar bug-uri! Evitat,i la maxim să vă repetat,i! Mai ales când vine vorba deconstante. Codul s, i constantele "magice" sunt o sursă mare de bug-uri.

Atent,ie la citirea din tabel, am folosit sintagma &tab[i]!

5.2.2 Tablouri în funct, ii.

Funct,iile pot primi un tablou de elemente ca variabilă de intrare. Parametrul formal se scrie ca TIP NUME[]. Deobicei trebuie să trimitem s, i numărul de elemente:

Listing 5.2: Exemplu de funct,ie ce acceptă un tabel.

int CalculSuma(int tabel[], int nr_elemente){

}

// undeva in main

rezultat = CalculSuma(tab, n);

Sau, alternativ, cu pointeri:

18 Chapter 5. L5. Tabele II


Listing 5.3: Exemplu de funct,ie ce acceptă un tabel.

int CalculSuma(int *tabel, int nr_elemente){

}

// undeva in main

rezultat = CalculSuma(tab, n);

Folosirea lui tab/tabel în interiorul CalculSuma sau main este cvasiidentică între cele două exemple.

5.2.3 Efecte secundare

Din cauză că funct,ia primes, te direct zona de memorie a tabelului, aceasta POATE MODIFICA valorile! Mare atent,ie,să nu introducet,i efecte secundare, dacă nu există astfel de cerint,e.


5.3.1 Afis, at, i un tabel de numere

Scriet,i funct, ii care acceptă (1) un tabel s, i (2) afis, ează cont,inutul, element cu element. Va trebui sa concepet,i douăfunct,ii, una pentru citire s, i alta pentru afis, are.

Funct,iile ar trebui să accepte tabele alocate static sau dinamic. Demonstrat,i ambele posibilităt,i.

Aflarea numărului de elemente s, i alocarea se fac în main().

5.3.2 Calculul sumei unui s, ir de numere

Folosindu-vă de exemplul dat anterior, scriet,i o funct, ie care să calculeze suma elementelor unui tabel. Afis, at,i.

5.3.3 Efecte secundare

Scriet,i o funct,ie care adaugă 10 la valoarea fiecărui element. Din main, apelat,i s, i funct,iile de citirea s, i afis, area. Afis, at,iînainte s, i după modificare!

5.3.4 Evaluarea unui polinom

Evaluat,i un polinom s, tiind coeficient,ii s, i un punct x.

Citit,i un număr n s, i x. Citit,i n coeficient,i. Calculat,i s, i afis, at,i elegant.

Ex:

2x^2 + 5x + 1 = 1, pentru x = 0

Coeficient,ii s, i punctul x sunt numere reale. Alocat,i doar memoria necesară pentru coeficient,i. Folosit,i alocareadinamică.



Atent,ie! Facet,i funct,ii pentru fiecare etapă: Citire de polinom (s, i stocare într-o zonă prealocată), evaluare polinom(se vor da la funct,ie, zona de memorie unde sunt stocat,i coeficient,ii, numărul de coeficient,i s, i valoarea lui x). Facet,ifunct,ie s, i pentru afis, are.

Ca s, i la alte probleme care se continuă din laboratoarele anterioare, vă putet,i folosi de codul de lalaboratoarele/problemele trecute!



5.4.1 Produs cartezian

Se citesc doi vectori de întregi de la tastatură. Se afis, ează produsul cartezian a celor doi vectori. Exemplu: Vectorii

1 2 s, i 7 8 9 au produsul cartezian: (1 7) (1 8) (1 9) (2 7) (2 8) (2 9).

Ambii vectori se citesc cu o funct,ie. Funct,ia va primi numărul de elemente s, i zona prealocată. Va fi o singură funct,iepentru ambele citiri! Aflarea numărului de elemente s, i alocarea, se poate face deocamdată cu cod dedicat pentrufiecare vector.

Produsul se calculează de o altă funct,ie. Acea funct,ie va putea afis, a rezultatul direct pe ecran.

Ordinea operat,iilor I/O:

• Citire n1, n2, numărul de elemente din cei doi vectori

• Citirea, pe rând, a elementelor celor doi vectori. Afis, at,i un mesaj când se trece la următorul vector

• Afis, at,i produsul cartezian.

Opt,ional, dacă modularizat,i s, i funct,ia de citire, putet,i citi pe rând vectorul 1 (n1, elementele), s, i 2 (n2 s, i elementele)

Puncte bonus:

Facet,i ca produsul cartezian să fie stocat într-un vector (va trebui să folosit,i s, i structuri, pentru a stoca, pentru fiecareelement, cele două valori ale produsului cartezian). Funct,ia de calcul va scrie rezultatul aici.

Facet,i o funct,ie de afis, are care e capabilă să primească un pointer la o zonă cu elemente de produs cartezian s, i săafis, eze ce e acolo.

20 Chapter 5. L5. Tabele II

L6. Structuri. S, iruri de caractere

6.1 Recapitulare

6.1.1 Structuri

O structură se defines, te cu struct urmat opt,ional de numele structurii, apoi un bloc de declarat,ii.

Pentru us, urint,a folosirii tipului structură, îl denumim:

Listing 6.1: Rezumat al operat,iilor cu structuri

typedef struct {int a, b;

} Structura;

//Declarare de variabila, tabel, pointeriStructura s;Structura tab_struct[10];Structura *tab_ptr_struct = (Structura*)malloc(sizeof(Structura) * 50000);

tab_struct[2].b = 1;tab_ptr_struct->a = 44;

Acum, în interiorul unei funct,ii, putem declara variabile de acest tip: Structura s. Pentru acces la membri scriems.a. Această expresie poate fi folosită peste tot unde putem pune o variabilă. Putem să stocăm ceva acolo, putem săîi luăm adresa (eg ca să o trimitem la scanf).

La declararea structurii se alocă memorie pentru tot,i membrii.

Putem declara tabele de structuri sau structuri care să cont,ină tabele.

Putem avea pointeri spre structuri. S, i ei trebuie alocat,i. Pentru acces la elemente se foloses, te operatorul ->.

21


6.1.2 S, iruri de caractere

Sunt o zonă de memorie cu o convent,ie specială, ultimul caracter din s, ir are pattern-ul zero: '\0'. Funct,iile care"procesează" s, iruri de caractere se as, teaptă la această convent,ie. De aceea, ele nu necesită să trimitem la input s, i câtămemorie este alocată acolo.

Putem stoca un s, ir de caractere într-un tabel sau o zonă alocată dinamic:

char sir[100];

char * str = (char*) malloc(sizeof(char) * 10000);

Putem folosi sir sau str direct în operat,ii ce necesită tipul char * (eg funct,ii din )

Listing 6.2: Exemplu de alocare statică (tabel) s, i citire de s, ir de caractere

#define MAX_STR_LEN 100

char sir[MAX_STR_LEN];fgets(sir, MAX_STR_LEN, stdin);

Listing 6.3: Exemplu de alocare dinamică s, i citire.

#define MAX_STR_LEN 100000

char *sir = (char*)malloc(sizeof(char) * MAX_STR_LEN);fgets(sir, MAX_STR_LEN, stdin);

Citit,i din materialul de curs câteva funct,ii utile din .

Atent,ie, lungimea unui s, ir de caractere se calculează până când se întâlnes, te valoarea 0. (Null terminated string)

Funct,iile de procesare a s, irurilor de caractere se găsesc în

Observat,ie utiă în "parsarea" s, irurilor. Funct,ia sscanf poate fi folosită pentru a "extrage" valori numerice sau cuvintedintr-un s, ir de caractere deja aflat în memorie. Un comportament util al lui sscanf este că atunci când primes, temodificatorul %s va începe să acumuleze caractere până întâlnes, te un caracter alb. Comportament util când vrem să"despărt,im" în cuvinte un s, ir (cuvintele fiind separate de whitespaces). Mai încolo vet,i învăt,a s, i despre strtok.

6.1.3 Citire din fis, ier

Funct,ia fgets cites, te până întâles, te caracterul newline sau EOF. Acest lucru este util pentru a:

• Citi o linie

• Citi până când nu mai există nimic în fis, ier.

După citirea unei linii este bine a o procesa s, i/sau muta ceea ce s-a citit într-o altă zonă de memorie. Zona de memorietrimisă la fgets se poate refolosi. Valoarea maximă care o trimitet,i la fgets include s, i octetul zero de la sfârs, it.

Odată citită o linie, cu fgets, o putem "sparge" (parsa) în sigurant, ă folosind sscanf.

Dacă s, tit,i că trebuie memorate n caractere alocat,i suficientă memorie pentru n+1 caractere! (s, i pentru terminareas, irului de caractere).

Important: DIN ACEST MOMENT ESTE INTERZIS SĂ MAI FOLOSIT, I scanf SAU fscanf PENTRU ACITI S, IRURI DE CARACTERE!!

Funct,ia sscanf se poate folosi însă, pentru că, avem control asupra lungimii a ceea ce se află în s, irul de intrare.

22 Chapter 6. L6. Structuri. S, iruri de caractere



6.2.1 Structuri simple

Creat,i, citit,i s, i afis, at,i structuri pentru a t,ine minte date despre un student: Nume (un cuvânt) s, i nota.

Numele îl păstrat,i într-un tabel de tip char, în interiorul structurii.

Citirea o facet,i de la tastatură, folosind fgets!

6.2.2 Numere complexe

Definit,i o structură care poate memora numere complexe.

Definit,i câteva funct,ii care pot citi numere complexe (s, i returnează o structură), funct,ii cre pot afis, a, care pot aduna,scădea, înmult,i numere complexe



6.3.1 Operat, ii cu numere complexe

Citit,i dintr-un fis, ier text, un s, ir de numere complexe s, i efectuat,i operat,ii cu ele. Numerele complexe se stochează înstructuri s, i în tabele (dinamice) de structuri. Facet,i funct,ii pentru diverse operat,ii.

Într-un fis, ier avem un întreg n urmat pe următoarea linie de n perechi de float-uri. Fiecare pereche e un numărcomplex. Nu există separatori speciali, în afară de spatiu, între perechi sau elementele din pereche.

Scriet,i o funct,ie care cites, te fis, ierul s, i returnează o structură care cont,ine

• un tablou dinamic alocat (pointer) de tipul numărului complex:

• numărul de elemente (perechi) citite din fis, ier, adică câte elemente sunt alocate în pointer.

• Nu e necesar să returnat,i un pointer la structură.

Să se facă o funct,ie care acceptă structura de mai sus s, i o afis, ează frumos.

Să se calculeze suma numerelor complexe (folosind bineînt,eles o funct,ie care acceptă structura de mai sus)

Să se calculeze s, i să se stocheze într-o altă structură, conjugata numerelor complexe citite. Să se afis, eze.

Se vor folosi funct,ii, variabile locale, cod elegant, memorie alocată dinamic, etc.

Notă Problema este relativ complexă, atingând multe concepte. Vă recomand să o abordat,i iterativ. Nu vă oprit,i pânăcând toate cerint,ele din laborator sunt îndeplinite. Putet,i, ca primă iterat,ie, să scriet,i tot codul în main(), fără alocaredinamică, doar tabele, structuri si doar o singură funct,ionalitate (ex citire s, i afis, are). Apoi, introducet,i, în fiecarenouă iterat,ie: Alocarea dinamică, funct,iile (pe rând), funct,ionalităt,i noi, etc. până îndeplinit,i cerint,ele. Atent,ie, cândcredet,i că totul e gata, mai facet,i o iterat,ie pentru curăt,at codul, verificat cazuri particulare sau cazuri mai complexe,verificarea respectării fiecărei cerint,e, formatare cod, etc.

Succes!



24 Chapter 6. L6. Structuri. S, iruri de caractere

L7. Operat, ii cu date compuse I

7.1 Recapitulare

Revizuit,i not,iunile introduse până acumm. Structuri, tabele, s, iruri de caractere, alocarea dinamică a lor folosindpointerii, citirea din fis, iere, instruct,iuni de control, expresii, variabile.

7.1.1 S, iruri de caractere

Putem stoca un s, ir de caractere, dinamic, într-un pointer: char * str = (char*) malloc(sizeof(char)* 10000).

Dacă însă avem nevoie să stocăm mai multe s, iruri (eg lista de cuvinte) putem folosi tabel de pointeri (Tabele care sămemoreze adrese). Putem face asta static sau dinamic:

Listing 7.1: Liste de s, iruri de caractere

// alocare staticachar* lista_sir[30];// alocare dinamicachar** lista_sir_ptr = (char**)malloc(sizeof(char*) * 30);

// Folosirea este identică. Trebuie să alocăm fiecare element, înainte de folosirelista_sir[3] = (char*)malloc(sizeof(char) * 1000);lista_sir_ptr[3] = (char*)malloc(sizeof(char) * 1000);strcpy(lista_sir_ptr[3], "Popescu are mere!");fgets(lista_sir[3], 1000, stdin);


7.2.1 Litere mari - mici

Transformat,i din litere mici în litere mari un cuvânt. Atent,ie, literele mari s, i cifirele nu trebuie modificate

25


7.2.2 Număr palindorm

Folosind sprintf verificat,i dacă un număr este palindrom.

7.2.3 Citire de s, iruri de caractere

Deschidet,i un fis, ier în modul text s, i determinat,i câte linii are.

7.2.4 Citire mod binar

Deschidet,i un fis, ier în modul binar s, i determinat,i frecvent,a de aparit,ie a fiecărui octet.

Observat,ii:

S, tit,i din start câte valori posibile sunt pentru octet,i (256).

Funct,ia fread returnează numărul de elemente citit. Util pentru "capătul" fis, ierului, când buffer-ul va fi umplut doarpart,ial.

Putet,i procesa datele "on the fly" fără să le memorat,i.

7.2.5 Frecvent, ă litere

Deschidet,i un fis, ier în mod text s, i numărat,i frecvent,a de aparit,ie a fiecărei litere. Facet,i asta fără să t,inet,i seama delitere mici - litere mari.

Afis, at,i ordonat alfabetic, caracterul s, i frecvent,a de aparit,ie.



7.3.1 Propozit, ii s, i cuvinte

Citit, i un text din fis, ier s, i despărt, it, i-l în cuvinte.

Se cites, te un text din fis, ier. Numărul de linii nu este precizat. (dar pot fi maxim 10000). Se stochează textul.

Se va "sparge" fiecare linie de text în cuvinte. Un cuvânt este un s, ir de caractere "non albe" despărt,ite de caracterealbe: spat,iu, newline sau line-feed (Restul separatorilor îi ignorat,i, adică îi considerat,i ca făcând parte dincuvinte.)

Se va afis, a numărul total de linii s, i cuvinte.

Se va afis, a, pe câte o linie pe ecran:

• Numărul liniei

• Numărul de cuvinte

• Linia de text

Se vor folosi funct,ii, variabile locale, cod elegant, memorie alocată dinamic, etc.

26 Chapter 7. L7. Operat, ii cu date compuse I

L8. Operat, ii cu date compuse II

Vom sedimenta instrumentele dobândite până acum, rezolvând nis, te exemple mai complexe, care acoperă o arie mailargă de mecanisme din limbajul C.

Încercat,i să facet,i codul cât mai "frumos" s, i "elegant", după ce reusit,i să rezolvat,i cerint,ele.


8.1.1 Structuri cu pointeri

Creat,i, citit,i s, i afis, at,i date despre student,i Nume, Prenume (câte un cuvânt) s, i nota. Citirea se face din fis, ier.

Pe prima linie găsim numărul de student,i. Apoi, în fis, ier găsim:

• mai multe perechi de linii care definesc studentul:

• prima linie din pereche cont,ine numele s, i prenumele

• a doua linie din pereche cont,ine nota, ca întreg.

Pentru nume s, i prenume, folosit,i un pointer la char. În fis, ier avet,i numele s, i prenumele scris pe un rând. Aici trebuiepăstrat separat. Presupunet,i că nu sunt mai mult de două cuvinte pe linie. Atent,ie, după ce citit,i, stocat,i strict câtămemorie e nevoie!

Păstrat,i datele într-un tabel de structuri.

Trebuie rezervată memoria dinamic, cu pointeri la structuri.

După ce at,i închis fis, ierul s, i at,i încărcat datele, facet,i o statistică:

• Frecvent,a prenumelor (fiecare prenume, de câte ori apare)

• Frecvent,a pe note, afis, ată descrescător (eg. cât,i de 10, cât,i de 9, etc).

• Pentru fiecare notă, student,ii care au acea notă.

27




8.2.1 Operat, ii cu numere

Se dă un fis, ier cu mai multe linii. Pe prima linie din fisier este un număr N. Fiecare din cele N linii de după, cont,inenumere întregi. Numărul de numere de pe fiecare linie este dat ca primul întreg de pe linia respectivă si variaza de lao linie la alta.

După ce se termină cele N linii, urmează un întreg M, pe o linie separată. După, vin M perechi, fiecare pereche pelinia ei. Perechile definesc operatii si au forma:

operatie nr_linie numar_virgula_mobila

Exemplu:

* 3 34.2+ 4 99.5+ 1 -1e-3

Operatiile sunt: adunare (+), inmultire (*), Operatiile se aplică pe fiecare număr din lista de linii definită de primulnumăr citit nr_linie. Operat,iile sunt clare, fiecare element din rând se va aduna/înmulti cu valoarea citită dupasemnul operatiei. (ex pentru * 3 34 se va înmult,i fiecare element din linia a 4-a cu 34).

Să se citească fis, ierul s, i să se memoreze liniile de numere. Atent,ie fiecare linie poate avea număr diferit de elemente.Recomand un tabel de tabele, totul t,inut într-o structură:

• pointer dublu la double1. Se stochează rândurile de date

• pointer la s, ir de întregi, se stochează câte elemente sunt pe fiecare linie

• numărul de linii

Să se aplice operat,iile pe linii. Atent,ie, fiecare operat,ie este independentă s, i nu afectează rezultatul altor operat,ii

Să se afis, eze rezultatul operat,iilor.

Operat,iile se pot procesa "on the fly" adică pe măsură ce se citesc din fis, ier.

Exemplu. In fisierul de intrare avem un sir de trei de 1 si o operatie de adunare:

13 1 1 11+ 0 1

Exemplu de afis, are:

Randul 0, operatie + 1 rezultat: 2 2 2

1 Pun intended

28 Chapter 8. L8. Operat, ii cu date compuse II

L9. Structuri de date complexe I

9.1 Recapitulare

Pentru a aloca o matrice de elemente 2D putem apela la următoarea bucată de cod:

Listing 9.1: Alocare s, i dealocare matrice 2D de tip double

double** alocare_2d_double(int m, int n){double **matrice = (double**)malloc(sizeof(double*) * m);for(int i = 0; i < m; i++)

matrice[i] = (double*)malloc(sizeof(double) * n);return matrice;

}

void dealocare_2d_double(double ** ptr, int m){for(int i = 0; i < m; i++)

free(ptr[i]);free(ptr);

}

Putem grupa datele necesare unei matrici, într-o structură:

typedef struct{double ** data;int m, n;

} Matrice_double;

Deasemenea, putem avea matrici continue a căror alocare este mai simplă: double *tab. Se vor aloca m * nelemente: tab = (double*) malloc(sizeof(double) * m * n);

La accesare va trebui să calculăm adresa elementului dorit, la fiecare accesare. Exemplu: tab[i * n + j] = 0.

29



9.2.1 Alocare matrici în cele două formate

Într-un fis, ier găsit,i o matrice specificată astfel: Pe prima linie, doi întregi, numărul de rânduri s, i numărul de coloane.Pe următoarele linii de text, rândurile matricii.

Implementat,i cele două moduri de a stoca matricile. Scriet,i funct,ii care să aloce, citească, afis, eze în cele două formate.

Atent,ie, grupat,i modul de stocare a matricii (eg în structură) cu modul de alocare (funct,ia de la curs, returnează unpointer). Facet,i astfel încât funct,ia de alocare să returneze o structură!

S, i pentru formatul continuu, putet,i crea o structură de date!

9.2.2 Citire date binare

Deschidet,i în mod read-only s, i binar, fis, iere de pe disc. Citit,i primii 10-20 octet,i s, i afis, at,i primele caractere.

Vânat,i s, i identificat,i "constantele magice". Cum începe un fis, ier .exe? Dar .jpg?

9.2.3 Parsare de fis, iere

Citit,i dintr-un fis, ier o matrice. Matricea NU are specificat numărul de linii s, i coloane. Putet,i presupune un maxim de100 linii s, i 100 coloane.

Folosit,i fgets, sscanf s, i valorile returnate de ele, pentru a vă da seama câte linii sunt s, i câte valori sunt pe fiecarelinie.

9.2.4 Bubble sort

Citit,i n numere întregi dintr-un fis, ier s, i sortat,i-le folosind bubble sort (Căutat,i)

9.2.5 Sortare cuvinte

Citit,i cuvinte din fis, ier. Fiecare cuvânt este scris pe câte o linie.

Păstrat,i cuvintele într-un tablou de pointeri la char.

Sortat,i s, i afis, at,i cuvintele alfabetic.



30 Chapter 9. L9. Structuri de date complexe I


9.3.1 Instrumente de lucru cu matrici

Implementat,i câteva instrumente: alocare, citire, afis, are, adunare, transpusa, dealocare pentru matrici 2D de tip ints, i double, stocate discontinuu (liste de vectori), s, i a căror informat,ie este stocată în structuri.

Trebuie să avet,i funct,ii pentru fiecare operat,ie s, i tip de dată stocată. Funct,iile s, i structura se păstrează în alt modul.Din modulul principal demonstrat,i folosirea instrumentelor.

Operat,iile de transformare (eg adunarea) vor returna alte matrici, cele init,iale rămânând intacte.

Atent,ie la denumirile funct,iilor. Vă recomand sa specificat,i s, i tipul elementelor în nume. Exemplu,aduna_double() ca nume de funct,ie care adună două matrici cu elemente de tip double.

Facet,i-vă structura fis, ierului de intrare astfel încât să vă facă citirea us, oară (ex precizat,i de la început numărul de liniis, i coloane)



32 Chapter 9. L9. Structuri de date complexe I

L10. Structuri complexe II

10.1 Recapitulare

Recitit,i din curs, declararea de matrici multidimensionale, alocarea matricilor, stocarea informat,iilor despre matrici înstructuri. Stocarea matricilor în format continuu.


10.2.1 Array-uri 2D

Citit,i dintr-un fis, ier o matrice. Matricea NU are specificat numărul de linii s, i coloane. Putet,i însă presupune un maximde 100 linii s, i 10000 de caractere pe rând. Sunt maxim 100 de coloane.

S, tit,i că fgets va returna NULL când nu se mai pot citi linii.

Folosit,i fscanf, sscanf s, i valorile returnate de ele, pentru a vă da seama câte linii s, i câte valori sunt pe fiecarelinie.

Funct,ia sscanf acceptă ca modificator %n care returnează în variabila corespunzătoare, numărul de caractere citit.Funct,ia returnează ca valoare, câte variabile din input a putut consuma. Împreună cu operat,iile pe pointeri, vet,i puteaparsa numărul de elemente din fiecare linie.

Opt,ional, putet,i studia s, i strtok.

După terminarea citirii, să rămână alocată strict câtă memorie e necesară stocării matricii.

Stocat,i matricea într-o structură care să cont,ină dimensiunea matricii s, i pointer-ul la tabloul de pointeri.

Implementat,i operat,ii pe o astfel de structură: Alocarea, Afis, area, Duplicarea, Transpusa unei matrici.

33




10.3.1 Array-uri 2D. Operatii

Într-un fis, ier avet,i două matrici de numere în virgulă mobilă. Fieare matrice e declarată astfel: Pe prima linie sunt2 întregi reprezentând numărul de rânduri s, i coloane a matricii. Pe următoarele linii sunt rândurile matricii. A douamatrice începe imediat după prima matrice.

Scriet,i funct,ii care: alocă, citesc o matrice, afis, ează o matrice, adună două matrici stocând rezultatul în a treia.Implementat,i funct,iile pentru (1) metoda de stocare a matricilor ca liste discontinue (2) metoda continuă de stocare amatricilor.

Nu este voie să avet,i variabile globale. Cele două metode trebuie să coexiste în acelas, i program. Opt,ional putet,i săfacet,i o conversie între cele două tipuri, sărind astfel funct,ia de citire.

Vă putet,i folosi de cod deja implementat de voi în activităt,ile anterioare (recomandat, laboratorul 9).

34 Chapter 10. L10. Structuri complexe II

L11. Recursivitate

11.1 Recapitulare

11.1.1 Apel recursiv

O funct,ie se poate apela pe ea însăs, i. Variabilele locale se alocă la fiecare apel. Pentru a nu intra în ciclu infinit, esteimportant ca primul lucru la intrarea în funct,ie, să se verifice condit,ia de oprire.


11.2.1 Progresie aritmetică

Scriet,i cod care să dea valorile funt,iei 𝑓(𝑥) = 𝑓(𝑥−1)+5, 𝑓(0) = 0. Rezolvat,i analitic problema 𝑓(𝑥) = 5* (𝑥−1)s, i verificat,i că, pentru mai multe valori ale lui x, calculul algoritmic se face corect.

Rezolvat,i problema de laborator, recursiv!

11.2.2 Seria Fibonacci

Găsit,i valorile lui 𝑓(𝑥𝑛) = 𝑓(𝑥𝑛−1) + 𝑓(𝑥𝑛−2) unde 𝑓(0) = 0 s, i 𝑓(1) = 1.

Rezolvat,i problema:

• Folosind recursivitatea

• Calculând totul de la 0 la n

• Folosind formula analitică de mai jos.

Analitic, termenul din progresia aritmetică se poate calcula:

𝑓(𝑥𝑛) = ⌈𝜑𝑛−(1−𝜑)𝑛√

5⌉

unde

𝜑 = 1+√5

2 este rat,ia de aur.

Pentru ultima variantă, folosit,i biblioteca matematică pentru rotunjirea rezultatului final. Verificat,i comparândrezultatele ultimelor două metode de rezolvare.

35


11.2.3 Produs cartezian II

Citit,i (din fis, ier) câteva rânduri de cifre întregi. Se dă s, i numărul de linii s, i numărul de elemente de pe fiecare linie.

Calculat,i produsul cartezian între tot,i vectorii. Implementat,i recursiv. Se va afis, a fiecare tuplă generată.

Exemplu:

32 1 22 3 41 5

Adică, la intrare sunt 3 vectori, primii doi vectori au câte 2 elemente iar ultimul un element. Ar trebui afis, at:

(1 3 5)(1 4 5)(2 3 5)(2 4 5)

Formatat,i elegant textul astfel încât valorile să fie aliniate.



11.3.1 Căutări rapide în s, iruri sortate

Fie s, irul de 16 de numere sortate:

1, 3, 6, 7, 8, 9, 11, 13, 17, 19, 21, 22, 23, 24, 29, 31

Citit,i un număr de la tastatură s, i căutat,i dacă numărul există sau nu în acest s, ir.

Scriet,i o funct,ie care acceptă as, a:

• s, irul

• două numere reprezentând indecsi ai: capătului din stânga (inclusiv) s, i ai capătului din dreapta (exclusiv)

• numărul căutat.

Ca să căutat,i, luat,i o sect,iune din s, ir s, i găsit,i care ar fi pozit,ia de mijloc. Vedet,i dacă valoarea căutată este egală cuceea ce se află în mijloc. Dacă da, at,i terminat. Dacă valoarea din s, ir e mai mare sau mai mică decât cea căutată,apelat,i recursiv la stânga sau la dreapta valorii centrale. Dacă intervalul curent este vid (indexul capătului din stângaeste mai mare sau egal cu indexul capătului din dreapta), atunci numărul nu se află în s, ir. Dacă numărul căutat este pecapetele intervalului se declară numărul găsit.

Exemplu: Caut valoarea 7.

Indecs, ii capătului sunt 0 s, i 16. Primul apel al funct,iei compară valoarea de mijloc, sir[8] == 17 cu 7. Este mai mare.Apelul se va duce înspre stânga. Adică, se va apela recursiv cu indecs, ii capătului 0 s, i 8.

Iarăs, i se va lua elementul de mijloc, sir[4] == 8. Este mai mare decât 7. Se va merge tot în stânga: Apel recursiv pe0, 4. Acum se va compara elementul sir[2] == 6. Este mai mic. Se va merge în dreapta. Apel recursiv de 2, 4. Se iamijlocul, sir[3] = 7. Este egal cu numărul căutat.

Implementat,i s, i versiunea nerecursivă, clasică. Comparat,i metodele, căutând pentru toate numerele de la 0 la 32.

36 Chapter 11. L11. Recursivitate

L12. Pointeri la funct, ii

12.1 Recapitulare

12.1.1 Variabile statice

Cuvântul cheie static face ca variabila să fie alocată în zona de memorie statică. Această variabilă îs, i va păstravaloarea între două apeluri de funct,ie.

Mai jos se arată o astfel de funct,ie, care păstrează intern, date între apelări.

În biblioteca avem funct,ia strtok. Aceasta permite despărt,irea, "spargerea" (tokenizarea) unui s, irde caractere la nivelul unor separatori. De exemplu, un text spart în cuvinte, despărt,ite de spat,ii.

char * strtok ( char * str, const char * delimiters );

La primul apel, se init,ializează s, i se returnează adresa primului token. Următoarele apeluri as, teaptă un pointer NULLpentru str s, i va returna pe rând următoarele tokenuri. După ce s-au returnat toate tokenurile, se returnează NULL.

Funct,ia stochează intern, între apeluri, într-un câmp static, ultima locat,ie returnată. As, a va s, ti să continue căutarea dinultimul loc returnat.

Listing 12.1: Exemplu complet de tokenizare

#include #include

#define MAX_CHARS 1000

int main(){

char *sir = (char*)malloc(sizeof(char) * MAX_CHARS);const char* punctuatie = " ,.";char *subsir;

fgets(sir, 100, stdin);

subsir = strtok(sir, punctuatie);while (subsir != NULL) {printf("Cuvant: %s\n", subsir);

subsir=strtok(NULL, punctuatie);}

}

37


12.1.2 Pointeri la funct, ii

Codul unei funct,ii trăies, te în memorie la o anumită adresă. Această adresă poate fi manipulată cu variabile.

Câteva exemple când folosim astfel de construct,ii:

1) Interact,iunea cu sistemul de operare, când vrem să fim anunt,at,i de anumite evenimente

2) Apelarea de algoritmi interni bibliotecii standard.

Aici dăm un exemplu pentru (2). În biblioteca standard, avem funct,ia qsort:

void qsort (void* base, size_t num, size_t size, int (*compar)(const void*,const→˓void*));

Observat,i compar este un pointer la o funct,ie ce acceptă doi pointeri void s, i returnează un întreg.

Citit,i cu atent,ie exemplul s, i documentat,ia de pe internet .


12.2.1 Fibonacci reinstant, iat

Implementat,i recursiv funct,ia lui Fibonacci. Modificat,i funct,ia astfel încât să "numere" intern câte apelări au fost.Terminat,i calculul dacă se depăs, esc un anumit număr de apeluri (s, i eventual semnalizat,i rezultatul incorect)

12.2.2 Tokenizare

Citit,i un fis, ier de text s, i despărt,it,i textul în cuvinte. Memorat,i fiecare cuvânt din fis, ier într-un tabel. Afis, at,i cuvintele,în ordinea citirii, după ce at,i închis fis, ierul. Putet,i presupune că nu sunt mai mult de 1000 cuvinte în fis, ier.

Alocat,i dinamic memoria pentru cuvinte! Doar strictul necesar!

12.2.3 Sortat, i un s, ir de numere

Citit,i un s, ir de numere dintr-un fis, ier text. (Se poate specifica numărul de numere, pe prima linie din fis, ier).

Sortat,i folosind qsort

12.2.4 Sortat, i un tablou de structuri

Funct,ia de callback poate fi complicată. Trebuie să înt,eleget,i cum "circulă" pointerii la datele dvs din qsort încallback.

Reluat,i exemplul cu citirea unei liste de student,i din fis, ier. În fis, ier găsit,i numărul de student,i (pe prima linie) urmatde n perechi de linii, nume s, i nota.

Păstrat,i datele într-un tabel dinamic de structuri (pointer spre structuri). Numele student,ilor pot să fie stocate init,ial întabele statice (char nume[100])

Sortat,i, folosind qsort:

• Alfabetic, după nume

• După notă.

38 Chapter 12. L12. Pointeri la funct, ii

http://www.cplusplus.com/reference/cstdlib/qsort/?kw=qsort


Atent,ie, trebuie să implementat,i două funct,ii de callback, câte una pentru fiecare tip de comparat,ie.

Folosit,i debug-ul pentru a înt,elege s, i verifica dacă convertit,i bine pointerii.



12.3.1 Sortat, i o listă de cuvinte

Citit,i un fis, ier de text s, i despărt,it,i textul în cuvinte. Memorat,i fiecare cuvânt unic din fis, ier. Numărat,i de câte oriapare fiecare cuvânt. Închidet,i fis, ierul. Afis, at,i cuvintele, în ordinea primei aparit,ii. Sortat,i apoi cuvintele, în ordineadescrescătoare a numărului de aparit,ii. Afis, at,i cuvintele s, i numărul de aparit,ii.

Putet,i presupune că nu sunt mai mult de 1000 cuvinte în fis, ier.

Sortat,i folosind qsort. Creat,i-vă fis, ierul sau luat,i un text mai scurt de pe Wikipedia.

Folosit,i structuri pentru a t,ine minte cuvintele. Căutarea după cuvinte existente NU trebuie să fie optimă. Un algoritmce verifică cuvânt cu cuvânt în lista de cuvinte deja existentă, este suficient.



40 Chapter 12. L12. Pointeri la funct, ii

Bibliografie

1. Ignat I., C.L. Ignat, "Programarea calculatoarelor – Descrierea algoritmilor s, i fundamentele limbajului C/C++",Ed. Albastră, Cluj-Napoca, 2005

2. Liviu Negrescu, "Limbajele C şi C++ pentru începători. Limbajul C", Editura Albastră, Cluj-Napoca, 1994

41

L1. Setarea mediului de lucruBine Ați Venit!Setare mediu de lucruEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L2. Instrucțiuni de control al execuției programuluiRecapitulareNoțiuni noi introduseProbleme rezolvateProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L3. Operatori și ExpresiiRecapitulareNoțiuni noi introduseProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L4.Tabele IRecapitulareNoțiuni noi introduseProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L5. Tabele IIRecapitulareNoțiuni noi introduseProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L6. Structuri. Șiruri de caractereRecapitulareProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L7. Operații cu date compuse IRecapitulareProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L8. Operații cu date compuse IIProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L9. Structuri de date complexe IRecapitulareProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L10. Structuri complexe IIRecapitulareProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L11. RecursivitateRecapitulareProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

L12. Pointeri la funcțiiRecapitulareProbleme propuseEvaluarea laboratorului (muncă individuală)

Bibliografie

Documents

Programarea Calculatoarelor. Laboratorusers.utcluj.ro/~visoft/teach/programareacalculatoarelor...L1. Setarea mediului de lucru 1.1Bine At, i Venit! Bine at, i venit la "Programarea