L13 Programmazione dei Calcolatori (C Multi Array)

Academic Year: 2022-2023 Class: Programmazione Calcolatori (Class) Created: April 27, 2023 Tag: C MOC Type: Lecture

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Multi Array (Matrici)

Struttura: un array che in modo immaginario viene suddiviso in righe e colonne (in realtà resta un singolo array consecutivo)

Costo scrittura: Costante (data una posizione il costo per scrivere in quella posizione è costante)

Costo Lettura: Costante (data una posizione il costo per leggere il valore associato a quella posizione è costante)

Come calcolare posizione

• Posizione array lineare: riga * numero colonne * colonna
• Coordinata colonna: posizione_lineare % numero_colonne
• Coordinata riga: posizione_lineare / numero_righe

Funzioni

Funzione genera matrice:

• Input: numero righe, numero colonne
• Output: matrice allocata dinamicamente

float *crea_matrice(int nr, int nc) // nr = numero righe, nc = numero colonne
{
    float *mt = malloc(nr * nc * sizeof(float));     //allocazione memoria matrice
 
    int r, c; // r = righe, c = colonne
 
    if (mt == NULL){
        printf("Errore nell'allocazione della memoria");
        return NULL;
    }
 
    // Inizializzazione della matrice
    for (r = 0; r < nr; r++){
        for (c = 0; c < nc; c++){
            mt[r * nc + c] = r*c+1;
        }
    }
    return mt;
}

Funzione stampa matrice per righe:

• input: matrice, numero di righe e numero di collonne
• output: void (ma ne processo stampa la matrice per righe)

void stampa_matrice(float *mt, int nr, int nc){ // mt = matrice, nr = numero righe, nc = numero colonne
 
    for (int r = 0; r < nr; r++){       // r = righe
        for (int c = 0; c < nc; c++){   // c = colonne
            printf("%f\t", mt[r * nc + c]);   // \t = tabulazione
        }
        printf("\n");   // \n = nuova riga
    } 
}

Funzione stampa elemento in posizione p e le sue coordinate(riga, colonna):

• Input: matrice, numero colonne della matrice e la posizione dell’elemento
• Output: coordinate dell’elemento e valore associato alla posizione

void stampa_posizione(float *mt, int nc, int p){
// mt = matrice, nc = numero colonne matrice, p = posizione elemento
    int c = p % nc; // c = colonna
    int r = p / nc; // r = riga
 
    printf("M[%d, %d] = %f ", r, c, mt[p]);
}

Matrice Array Array

Struttura:

• Un array principale composto da puntatori agli array righe (la lunghezza di questo array rappresenta il numero di righe)
• degli array (righe) sul quali vengono salvati gli elementi (la lunghezza massima di questi array rappresenta il numero di colonne)

Costo scrittura: Costante (data una posizione il costo per scrivere in quella posizione è costante) Costo Lettura: Costante (data una posizione il costo per leggere il valore associato a quella posizione è costante)

Vantaggi rispetto alla sruttura array base:

1. Occupa meno spazio in memoria (non siamo obbligati a creare righe che non ci servono, e le righe possono essere di simensioni diverse oss: dimensione massima resta uguale
2. Si adatta meglio a memorie frammentate (le righe possono essere scritte in memeoria in modo non consecutivo ma sparpagliato)

Funzione genera matrice:

• Input: numero righe, numero colonne
• Output: martice

float **crea_matrice(int nr, int nc){ // ** = puntatore a puntatore
	float **mt = malloc(sizeof(float*)*nr); // alloco array di puntatori
	
	if (mt == NULL){
		return NULL;
	}
	
	for(int r = 0; r < nr; r++){
		mt[r] = malloc(sizeof(float)*nc); // array di float (righe)
		
		if (mt[r] == NULL){ // se non riesco a allocare la riga
			
            // libero le righe già allocate
			for(int j = 0; j < r; j++){
				free(mt[j]);
			}
 
			free(mt); // libero l'array di puntatori
			return NULL;
		}
		
		for(int c = 0; c < nc; c++){ // inizializzo elemnti a 0
			mt[r][c] = 0;
		}
	}
	
	return mt;
}

Funzione stampa matrice per righe:

• input: matrice, numero di righe e numero di collonne
• output: void (ma ne processo stampa la matrice per righe)

void stampa_matrice(float **mt, int nr, int nc){
		
	for(int r = 0; r < nr; r++){
		for(int c = 0; c < nc; c++){
			printf("%f\t ", mt[r][c] );
		}
		printf("\n");
	}
}