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Rappresentazione delle informazioni

Rappresentazione delle informazioni

• L’informatica si occupa di rappresentare ed elaborare

informazioni:

• numeri

• caratteri

• audio

• immagini

• video

Rappresentazione dei caratteri

I caratteri

• I caratteri appartenenti ad un alfabeto vengono codificati (cioè “rappresentati”) mediante sequenze di bit: una diversa sequenza per ciascun diverso carattere.

• Uno dei codici più noti e usati è il codice ASCII (American Standard Code forInformation Interchange):• usa una sequenza di 7 bit per ciascun carattere: ci

sono 128 (=27) sequenze diverse, utilizzate anche per lettere, segni di punteggiatura, cifre decimali, ecc.

(par. 6.9)

2

I caratteri

• Dato che l’unità elementare di informazione nei calcolatori è il byte (= 8 bit), si è passati ad usare, quasi sempre, il codice ASCII esteso,che usa una sequenza di 8 bit per ciascun carattere degli alfabeti occidentali:

• ci sono 256 (=28) sequenze diverse, utilizzate anche per vocali accentate e altre lettere speciali (es. ß tedesca, ç francese)

• le sequenze con la prima cifra uguale a zero coincidono con il codice ASCII

I caratteri

• I primi 32 caratteri del codice ASCII (con codice da 0 a 31) sono caratteri di controllo: • 9 tabulatore ’\t’

• 10 nuova riga ’\n’

• 13 invio ’\r’

• I caratteri da 32 a 127 sono caratteri stampabili:• 32 spazio ’ ’

• da 48 a 57 caratteri numerici, le cifre decimali ’0’, ’1’…

• da 65 a 90, da 97 a 122 caratteri alfabetici (maiuscoli e minuscoli)

• da 33 a 47, da 58 a 64, da 91 a 96, da 123 a 127 caratteri di interpunzione.

I caratteri (codice Unicode)

• Per rappresentare i segni grafici utilizzati da tutti gli alfabeti del mondo servono molti piùsimboli diversi.

• Codifica Unicode

http://www.unicode.org• usa una sequenza di 16 bit per ciascun

segno grafico:• ci sono 65536 (= 216) sequenze diverse

• le sequenze con le prime otto cifre uguali a zero coincidono con il codice ASCII esteso.

I caratteri (codice Unicode)

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Variabili e Tipi base

Variabili e Tipi base

• Nei corsi di matematica quando scriviamo

x ∈∈∈∈ ����

e diciamo “ x è una variabile reale” intendiamo dire che x è un nome che indica un elementogenerico dell’insieme ���� dei numeri reali.

• Nei corsi di informatica con “x è una variabile reale” intendiamo dire che x è un nome che indica una posizione di memoria che conterràun elemento generico di R (con R ⊂⊂⊂⊂ ����).

Variabili e Tipi base

• ���� insieme dei numeri reali (infinito e

continuo).

• R insieme dei numeri reali rappresentabili nel calcolatore (finito e discreto).

• La posizione di memoria è caratterizzata dal tipo, che è l’insieme da cui la variabile può estrarre i suoi valori

3 reale è diverso da 3 intero

Variabili e Tipi base

• Ogni variabile possiede:

• un nome: è una stringa di caratteri che è bene ricordi il significato della variabile,

• un tipo: è l’insieme da cui la variabile può estrarre i valori,

• regole d’uso: rappresentano l’insieme delle operazioni che si possono fare sulla variabile,

• struttura: alla variabile può essere associato un solo valore oppure gruppi di valori dello stesso tipo o di tipo diverso,

• ambito d’uso: è l’ambito di visibilità, indica in quale punto del programma è nota e quindi usabile.

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Variabili e Tipi base

• Tipi base o primitivi o standard nel C++• numeri interi short, int, long

• numeri reali float, double

• caratteri char

Non fanno parte dello standard ma sono implementati

• logici bool

• Definizione di una variabile

• Sintassi

nometipo nomevariabile;

Variabili e Tipi base

• Esempi.

int n, numeroanni;

short dimensione;

double area, saldo;

bool errore;

char lettera;

• Non si possono ridefinire le variabili.

Variabili e Tipi base

• Le operazioni che possiamo fare su unavariabile sono:

• accesso : individuare la posizione di memoria ed estrarre il valore (lettura)

• assegnamento : individuare la posizione di memoria e introdurre il valore (scrittura)

Variabili e Tipi base

• Nelle istruzioni di un programma, abbiamo:

• accesso: quando la variabile compare in una istruzione e se ne utilizza il valore

• assegnamento: quando il valore le viene attribuito:

• dall’esterno: lettura del valore in una acquisizionedi dati

• in una istruzione di assegnazione

5

Assegnazione

Assegnazione

• Sintassi:

nomevariabile = espressione;

• Esempi.

n = 3+5;

area = 25.67;

saldo = 20000;

lettera = 'x';

lettera = x ; //Errore

Assegnazione

• Quando una variabile viene definita le viene associata un’area di memoria del tipo attribuito con la definizione:

int a;

double b;

a b

• Interi e reali vengono rappresentati in binario in modo diverso.

Assegnazione

• Quando si esegue l’assegnazione, il valore viene inserito nell’area corrispondente

a=3;

b=3;

a b

• Le due aree di memoria sono di tipo diverso e la sequenza di bit (per il numero 3) contenuta èdiversa, anche con uguale numero di bit (long e float).

3 3

6

Assegnazione

• Il simbolo per l’istruzione di assegnazione è

= (C++, Java, Fortran)

• NON lo si deve confondere con un simbolo di uguaglianza o di confronto.

• Il suo significato è:

• il valore dell’espressione a destra del simbolo =viene inserito nella locazione corrispondente alla variabile che sta a sinistra.

• Nel Pascal, il simbolo è := proprio per distinguerlo dal simbolo di uguaglianza

Assegnazione

• Si può eseguire una assegnazione anche in fase di definizione:

int k = 25;

• Osserviamo queste assegnazioni e vediamo un diverso significato per a:

a = 5; //assegnamento su a

//a è a sinistra

k = a; //accesso per a

//a è a destra

Assegnazione

• Osserviamo queste assegnazioni:a = 5; //assegnamento

a = a + 1; /*sia accesso che assegnamento*/

• Quanto vale a?

a = a + 1;

• In alcuni linguaggi di pseudocodifica, il simbolo per l’assegnazione è ←←←←

5 6

Assegnazione

• Nei primi linguaggi le variabili avevano per il tipo una definizione di default. In C++ una variabile può essere usata solo se è stata precedentemente definita, ossia se è stata dichiarata con il suo tipo.

• Esempio.

int c = 7;

c1 = c; //Errore: c1 non è definita

Il compilatore segnala:

error : C1 undeclared

7

Assegnazione

• Nell’assegnazione si deve rispettare il tipo di dato.

• Esempio.char m;double y = 23.75;

m = y; //NO: m è un carattere

Il compilatore segnala:warning: converting to char from

double

• Il compilatore C++ non è molto preciso. L’errore si verifica in esecuzione.

Leggere dati in ingresso

Leggere dati in ingresso

• Per dare un valore iniziale ai dati possiamo utilizzare l’istruzione di assegnazione: in tale modo, però, avremo sempre la stessa elaborazione ad ogni esecuzione.

• Se vogliamo eseguire il programma su altri dati, è necessario modificare il codice sorgente e quindi le inizializzazioni delle variabili e compilarlo di nuovo, prima di eseguirlo.

Leggere dati in ingresso

• Per poter scrivere programmi generali, l’utente deve poter inserire dei propri dati: i programmi devono perciò ricevere dati in ingresso, acquisire valori dall’esterno.

• Lo scambio di informazioni tra l’utente e il programma e viceversa è rappresentato da un flusso di dati.

• Quando l’ingresso è rappresentato dalla tastiera si dice che il programma viene eseguito in maniera interattiva: durante l’esecuzione il programma si ferma in “attesa” di ricevere i dati (input).

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Leggere dati in ingresso

• Il flusso di dati standard per l’uscita è un file di nome cout; il flusso di dati standard per l’ingresso è un file di nome cin.

• Ciò che viene inserito da tastiera viene codificato in binario e successivamente ricostruito prima come gruppo di caratteri (stringa) e poi interpretato come valore di una variabile di un certo tipo.

Leggere dati in ingresso

• Esempio.

3 3 intero7.5 7.5 realeciao 0100110…01 ciao stringa

true true booleano

Leggere dati in ingresso

• Esempio.int a; double b;

cin>>a>>b;

• Per acquisire il valore per due variabili si può concatenare l’operatore d’ingresso >> oppure si possono eseguire due istruzioni di lettura:

cin>>a;

cin>>b;

• In entrambi i casi i dati devono essere immessi rispettando l’ordine (un numero intero e un numero reale) ma possono essere scritti sulla stessa riga, separati da spazio oppure su righe diverse.

Progettare Algoritmi

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Progettare Algoritmi

• La progettazione di un algoritmo è una fase che richiede intelligenza e fantasia: l’informatica è un’arte.

• Per imparare a progettare un algoritmo ci può aiutare la scomposizione del problema in problemi più semplici e la scrittura dell’algoritmo in un linguaggio intermedio(pseudocodifica) nel quale evidenziare i costrutti importanti senza vincoli di sintassi.

Progettare Algoritmi

• Scomporre un problema P in sottoproblemi significa individuare problemi più semplici P1, P2, P3 che risolti nell’ordine costituiscono la soluzione.

• Ciascuno dei sottoproblemi può a sua volta essere scomposto nuovamente.

P1 P2 P3

P

Progettare Algoritmi

• Fino a quando si prosegue con queste successive scomposizioni?

• Si prosegue fino al livello di operazioni elementari (operazioni aritmetiche, confronti, ecc.) o fino ad incontrare problemi già risoltiin precedenza da noi (es. algoritmi di somma, ricerca, ordinamenti,…) o da altri (funzioni matematiche sin(x), gestione di array,…).

Progettare Algoritmi

• Nel linguaggi ad alto livello (Pascal, C, Java,..) ci sono degli enunciati che organizzano le istruzioni con precisi significati: strutture dicontrollo.

• Sono essenzialmente tre: sequenza, scelta (decisioni), ciclo (iterazioni).

• Teorema di Bohm-Jacopini 1966: ogni algoritmo può essere scritto utilizzando unicamente queste tre strutture.

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Strutture di controllo

Strutture di controllo

• Una struttura di controllo è un blocco di istruzioni caratterizzato da un unico punto di ingresso e un unico punto di uscita e che si può schematizzare nel modo seguente:

(par. 1.5.2)

SS

Strutture di controllo

• In tale modo l’algoritmo si può schematizzare:

prima 2)

successiva 3)

ultima 4)

S1

Si

Si+1

Sn

Sequenza

• Si chiama sequenza una funzione che ha per dominio un sottoinsieme finito dei � e il cui codominio acquisisce l’ordine posizionale degli elementi di � .

• Indichiamo con Nk = {1, 2, 3, .., k}

s : Nk → A

• Il codominio di s = {s(1), s(2), … s(k)}, ma solitamente si scrive:

s1, s2, s3, …. sk

• si+1 è il successivo di si, come posizione e non come valore.

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Sequenza

• La struttura di controllo sequenza rappresenta un gruppo di istruzioni eseguite secondol’ordine posizionale (che nei linguaggi èl’ordine di scrittura delle istruzioni):

<istruzione 1>

<istruzione 2>

.……………

<istruzione k>

• Cosa può essere <istruzione i> ?

Sequenza

• La generica istruzione può essere:

• assegnazione

• struttura di controllo

• operazione lettura/scrittura

• invocazione di una funzione (sottoprogramma)

Esercizio

• Problema: Si consideri un trapezio T i cui angoli alla base maggiore sono rispettivamente 30° e 45°. Sono

note le misure dei lati AB = 60 cm.(base maggiore) e AD = 20 cm. (il lato obliquo che forma 30° con la

base). Calcolare il perimetro e l’area del trapezio.

D C

A K H B

Esercizio

• Analisi del problema.

• Vediamo di generalizzare alcuni dati: possiamo voler risolvere il problema per dei valori generici di AB e AD (purché AB >AD).

• Non possiamo invece considerare un valore qualunque per gli angoli alla base, perchéforniscono importanti relazioni per individuare le misure degli altri lati.

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Esercizio

• Il problema propone già una scomposizione:

• I scomposizione:

• P si suddivide in

• P1 : calcolare il perimetro

p = AB+AD+DC+CB

• P2: calcolare l’area

area = (AB+DC)*CH /2

Basi di conoscenza: sappiamo le formule

Esercizio

• Il problema P1 non è subito risolubile, ma necessita di una ulteriore scomposizione:

• II scomposizione per P1:

• Ci mancano le misure dei lati DC e CB, quindi la scomposizione sarà

• P1.1 calcolare DC

• P1.2 calcolare CB

• P1.3 calcolare il perimetro p = AB+AD+DC+CB

Esercizio

• Come facciamo a calcolare DC?

• Il problema P1.1 deve essere ulteriormente scomposto:

DC = AB – AK –HB ed è noto solo AB

• P1.1.1 AK = AD * √ 3 /2

• P1.1.2 HB = CH = DK = AD/2

• P1.1.3 DC = AB-AK-HB

Esercizio

• P1.2 calcolare CB:

CB = HB * √2 (HB calcolato)

• P1.3 calcolare il perimetro.

• Sequenza dei sottoproblemi che risolve P1:

(P1.1.1 P1.1.2 P1.1.3) P1.2 P1.3

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Esercizio

• Vediamo ora la seconda scomposizione per P2:

• Poiché P2 è il secondo sottoproblema:

• DC è noto

• CH = HB è noto

(noti perché calcolati nella soluzione per P1)

• Area = (AB+DC)*HB/2

Esercizio

• La scomposizione finale è una sequenza:

P1.1.1 AK

P1.1.2 HB = CH

P1.1.3 DC

P1.2 CB

P1.3 perimetro

P2 area

Esercizio per casa

• Esercizio: scrivere in C++ le istruzioni di questo algoritmo (sono tutte assegnazioni, ma bisogna rispettare l’ordine).• Il valore degli angoli è servito per costruire le

relazioni e non è un dato da inserire; calcolare a parte la radice di 2 e di 3.

• Esercizio. Calcolare la misura della diagonale del rombo equivalente agli 8/5 del trapezio essendo note le misure dell’altra diagonale.

Predicati

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Predicati

• Un predicato è una funzione a valori nell’insieme B B B B

P: A → B B B B

x ∈ A P(x) può essere vero o falso

• x deve avere un valore, altrimenti il predicato non èvalido.

Esempio. A = ���� P(x) : x > 5

P(7) è vero P(3) è falso

Struttura condizionale

Struttura condizionale

• Struttura condizionale o decisione o scelta.

• Sia P un predicato (condizione); P viene valutato e sarà o vero o falso. Si vuole eseguire <istruzione1> nel caso in cui P sia vero e <istruzione2> nel caso in cui P sia falso.

• Come possiamo esprimere in un costrutto questa scelta?

se P

allora istruzione1 //P vero

altrimenti istruzione2 //P falso

//fine scelta

Struttura condizionale

• Può anche accadere che non dobbiamo fare nulla nel caso in cui P sia falso; allora possiamo schematizzare questa scelta in modo seguente:

se P

allora istruzione

//fine scelta

• L’ingresso alla struttura è la valutazione del predicato P, l’uscita è la fine della scelta (istruzione successiva o fine algoritmo).

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Struttura condizionale

• Esempio.

• Dati due numeri reali a e b, determinare il piùgrande dei due.

• Analisi.

• Tra le operazioni elementari sui numeri non c’è il calcolo del massimo, quindi dobbiamo utilizzare una struttura condizionale: il predicato sarà rappresentato dal confronto tra i due numeri; il confronto è una operazione elementare.

Struttura condizionale

• Progetto.Algoritmo massimotradue

variabili a, b, max di tipo reale

acquisire i dati per a e b e stamparli

se a>b

allora max ←←←← a

altrimenti max ←←←← b

//fine scelta

stampare il valore di max

//fine algoritmo

Struttura condizionale

• La struttura if. Sia P un predicato o una espressione; il vero del predicato corrisponde a “diverso da zero”, il falso del predicato corrisponde a “0” (par.13.7.1).

• La sintassi è:

if(P)istruzione;

if(P){//blocco di istruzioni

………istruzione;………

}

se P

allora istruzione

//fine scelta

Struttura condizionale

• L’unica istruzione, o il blocco di istruzioniindividuato dalla coppia di parentesi graffe, viene eseguita solo nel caso in cui il predicato P risulti vero.

• Esempio.int a, b;

//assegnare valori ad a e b

if(a>b)

cout<<""""a maggiore di b"""" <<endl;

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Struttura condizionale

• Sintassi con le due alternative; sia P la condizione:if (P)

istruzione;

else

istruzione;

if(p){//blocco

istruzione;

}

else{//blocco

istruzione;

}

se P

allora istruzione

altrimenti istruzione

//fine scelta

Struttura condizionale

• Attenzione al ;

• Dopo la parentesi graffa (prima di else) non ci deve essere il simbolo ;

• Se si mette il ; l’istruzione if termina e il compilatore segnala che c’è una else senza if

if(x>0){

cout<< """" x = """" << x <<endl;

cout<<"""" x positivo \n"""";

};

else ...

il compilatore segnala:

error: parse error before else

Struttura condizionale• Traduciamo l’algoritmo massimotradue

int main () {

double a,b, max;

cin>>a>>b; //acquisire e stampare a e b

cout<<"a = "<<a<<" b = "<<b<<endl;

if (a>b)

max = a; //P vero

else

max = b; // P falso

cout<< """" il massimo vale: max = """" <<

max<<endl;

return 0;

}//fine main

Struttura condizionale

• Possiamo voler eseguire due istruzioni, quindi usare un blocco:

if (a>b) {

max = a; //P vero

cout<<""""a > b"""" <<endl;

}

else {// P falso

max = b;

cout<<""""a <= b"""" <<endl;

}//fine if

cout<<" " " " max = """" << max<<endl;

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Struttura condizionale

• L’istruzione

cout<<" " " " max = """" << max<<endl;

• viene eseguita con qualunque valore di P (vero, falso) e rappresenta il punto di prosecuzione dell’esecuzione dell’algoritmo.

• Ma se abbiamo più scelte come possiamo scriverle? In sequenza o annidate?

Struttura condizionale

• Scelte multiple. Siano P e Q due predicati:

if (P)

istruzione; //if in sequenza

if(Q)

istruzione;

. . . . . . . . . . . . . . . . .

if(P) //if annidate

istruzione;

else if(Q) // if(Q) si valuta

istruzione; //quando P è falso

Struttura condizionale

• Nella sequenza il predicato Q viene valutato in ogni caso: P vero e P falso; nel caso di ifannidate, il predicato Q viene valutato solo se P è falso.

• Quale delle due strutture scegliere dipende da ciò che si vuole realizzare nell’algoritmo. L’ordine con cui si effettuano le scelte può essere fondamentale per l’algoritmo: un ordine diverso può dare un algoritmo errato.

Struttura condizionale

• Esempio. Supponiamo di voler stampare una stringa che esprima la ricchezza o meno di una persona in base al suo saldo bancario.

povero medio ricco straricco

0 1000 50000 200000

• Dopo aver acquisito il valore del saldo (double) eseguiremo i vari confronti con i valori che individuano gli intervalli di minore o maggiore ricchezza stabilendo un valore da stampare (un carattere che esprime la ricchezza: p, m, r, s).

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Struttura condizionale

char s; double saldo;

if(saldo >= 200000)

s='s';

else if(saldo >= 50000)

s='r';

else if(saldo >= 1000)

s='m';

else if(saldo >=0)

s='p';

else s='N'; //valore non valido

cout<<"s = "<<s<<endl;

Struttura condizionale

• Casi di prova.

• Per essere sicuri che la struttura funzioni bene dobbiamo provare tutte le alternative, provando diversi valori per saldo:

-2 900 1000 1200 51000 200000 250000

• In corrispondenza a questi valori ci aspettiamo un valore per s: non valido, povero, medio, medio, ricco, straricco, straricco.• Se nel predicato si mette > invece di >=il secondo e il quarto valore di s cambiano.

Struttura condizionale

• Proviamo ad invertire l’ordine delle scelte:if(saldo >= 1000)

s='m';

else if(saldo >= 0)

s='p';

else if(saldo >= 50000)

s='r';

else if(saldo >= 200000)

s='s';

else s='N';

• Per saldo = 1200 si ha s= “m” e le altre scelte nonvengono eseguite; ma cosa accade per saldo = 51000?

Struttura condizionale

• Se mettiamo le if in sequenza otteniamo:if(saldo >= 200000)

s='s';

if(saldo >= 50000)

s='r';

if(saldo >= 1000)

s='m';

if(saldo >=0)

s='p';

//else s='N';

cout<<"s = "<<s<<endl;

• Viene, però, sempre stampato l’ultimo valore perché le assegnazioni sono in sequenza .

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Struttura condizionale

• Esercizio. Scriviamo delle istruzioni che autorizzano il prelievo da un conto corrente solo se l’ammontare del prelievo è inferiore al saldo:

double saldo = 10000; //saldo iniziale

double prelievo = 200;

if (prelievo <= saldo )

saldo = saldo - prelievo;

cout<<""""restano """" << saldo << """" euro \n"""";

Struttura condizionale

• E se il prelievo è superiore? Il programma deve dare una risposta anche nel caso in cui il prelievo sia superiore al saldo e …. impedirlo: il saldo non può essere negativo.if (prelievo <= saldo )

saldo = saldo - prelievo;

if (prelievo > saldo)

cout<<"impossibile: conto scoperto\n";

• In questo algoritmo c’è un errore logico.

Struttura condizionale

• Se il prelievo viene eseguito ma supera la metà del saldo la seconda if viene eseguita e stamperà“impossibile”, perché il saldo è stato modificato. Pertanto eseguiamo le istruzioni in alternativa:

if (prelievo <= saldo )

saldo = saldo - prelievo;

else

cout<<"impossibile: conto scoperto\n";

Struttura condizionale

• If annidate e il problema dell’else sospeso .

• Siano P e Q due predicati; non essendoci un costrutto “endif” si pone il seguente problema:

if(P)

if(Q)

istruzione1;

else istruzione2;

• La else a quale delle due if si riferisce?

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Struttura condizionale

• Esempio.int a,b,c;

a=9; b=7; c=4;

if (a>b) //vero

if(b<c) //falso

b=b+1;

else b=b-1;

cout<<"""" b = """" << b<<endl;

• Quale valore viene stampato per b? 6 o 7?

• La else si riferisce alla prima if o alla seconda?

Struttura condizionale

• La regola del linguaggio è la seguente:

• La else si riferisce alla if più vicina (interna) quindi b=6.

• Si può alterare la regola inserendo della parentesi graffe:

int a,b,c; a=9; b=7; c=4;

if (a>b){ //vero

if(b<c) //falso

b=b+1;}

else b=b-1; //si riferisce alla prima

cout<<"""" b = """" << b<<endl; //b=7

Un po’ di stile

• Quando scriviamo una struttura è bene utilizzare una modalità di scrittura che faciliti la lettura dell’algoritmo, rientrando di alcuni spazi a sinistra le istruzioni che si riferiscono al vero e al falso, ed incolonnando le else sotto la parola if.

• Però questo stile non risolve l’attribuzione della else in caso di più strutture condizionali, che si ottiene con l’inserimento (o meno) della coppia di parentesi graffe.

Struttura iterativa

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Struttura iterativa

• Consideriamo un predicato P e valutiamo se èvero: nel caso vero vogliamo eseguire ripetutamente un gruppo di istruzioni; questo gruppo di istruzioni, però, non dovrà più essere eseguito nel caso in cui P sia falso. Possiamo rappresentare questo ciclo scrivendo che:

fintantoché P eseguire

<istruzioni> //P vero

//fine ciclo

// ora P è falso

Struttura iterativa

• Individuiamo così una struttura con un unico punto di ingresso (la valutazione di P) ed un unico punto di uscita (ciò che segue dopo la fine della struttura).

• Esempio.

• Stampare i primi cinque numeri naturali in ordine decrescente.

• Analisi. Dobbiamo:

1. individuare il predicato P

2. individuare le istruzioni da ripetere.

Struttura iterativa

• Quali sono i numeri da stampare?

• 1, 2, 3, 4, 5 ma nell’ordine inverso:

5, 4, 3, 2, 1

• Possiamo pensare di partire dal più grande (5) e ad ogni iterazione calare di una unità, quindi l’iterazione sarà:

stampa numero

esegui numero-1

• Quando ci fermiamo? Lo 0 non è compreso, quindi fintantoché numero è maggiore di zero, ripetiamo le istruzioni.

Struttura iterativa

• Progetto.

algoritmo stamparovescia

variabili a intero

a ←←←← 5

finché a > 0 eseguire

stampa a

a ←←←← a-1

//fine struttura

• Questa struttura termina?

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Struttura iterativa

• Scriviamo i valori che la variabile a assume durante il funzionamento dell’algoritmo:

valore predicato stampa

a > 0

a = 5 V 5

a = 4 V 4

a = 3 V 3

a = 2 V 2

a = 1 V 1

a = 0 F il ciclo termina

Struttura iterativa

• Osserviamo che il ciclo è stato eseguito 5 volte e che il predicato è stato valutato 6 volte:

5 vero + 1 falso

• Qual è il comportamento di un ciclo?

• Un ciclo:

• può non essere mai eseguito

• può essere eseguito una o più volte

• deve terminare.

Struttura iterativa

• Cosa cambia se iniziamo con a = -5 ?• Il predicato a > 0 è falso e quindi il ciclo non viene

mai eseguito. Se quello che volevamo era la stampa dei numeri, questo è un errore logico: il compilatore non segnalerà errore ma il programma non eseguiràle operazioni richieste.

• Cosa cambia se scriviamo a ← a+1?

• I valori da a saranno: 5, 6, 7, … il predicato saràsempre vero e il ciclo non termina. Questo è un errore logico grave.

• Nell’iterazione ci deve sempre essere una istruzione che modifica il predicato e che può renderlo falso.

Struttura iterativa

• Il ciclo while (par. 13.7.3).• Sia P un predicato (espressione), la sintassi è:

while (P)

istruzione;

while (P){//blocco

. . . . .

istruzione;

. . . .

}//fine while

finché P eseguire

iterazione

//fine ciclo

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Struttura iterativa

• Esempio. Scrivere un algoritmo per stampare i numeri dispari compresi tra 1 e 10.

//inizio algoritmo

int i = 1;

while(i <= 10) {

cout<<i<<endl;

i = i+2;

}

Verifica: i assume i valori 1, 3, 5, 7, 9, con predicato

vero; quando i = 11 il predicato è falso e il ciclo termina.

Struttura iterativa

• Il ciclo precedente è del tipo:

indice = inizio;

while(indice <= fine){

//iterazione;

indice = indice + passo;

}

• Questo ciclo è governato da un’unica variabile (indice) che descrive un intervallo di valori e che èincrementata di una quantità fissa (passo).

Struttura iterativa

• Il ciclo for (par. 13.7.4) .

• La sintassi è:

for (inizializzazione; controllo; modifica)

iterazione;

• Oppure:

for (inizializzazione; controllo; modifica){

//blocco di istruzioni

}

Struttura iterativa

• Nel caso precedente il ciclo while si trasforma

in:

for (indice = inizio; indice <= fine;

indice = indice + passo)

iterazione;

• Oppure se ci sono più istruzioni da eseguire:

{//blocco di istruzioni

}

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Struttura iterativa

• Nella sezione di inizializzazione si può anche inserire la definizione della variabile, che risulta “visibile” solo all’interno della struttura.

int n = 10;

for (int i = 1; i <= n; i = i+2)

cout<<i<<endl;

• L’indicazione dell’incremento della variabile i

appartiene all’intestazione della struttura e non deve più essere scritta all’interno della iterazione.

Struttura iterativa

• In entrambe queste strutture (while e for) la condizione viene verificata all’inizio: entrambi questi cicli possono non essere mai eseguiti.

• Nel ciclo for l’incremento della variabile i che governa il ciclo viene fatto alla fine della iterazione:

• i=1, verifica condizione (i <= n): è vera, iterazione, incremento di i che diventa 3; verifica condizione: è vera, iterazione, … , incremento di i che diventa 11; verifica condizione: è falsa; il ciclo termina.

Errori di programmazione

Errori di programmazione

• Quando scriviamo un programma possiamo introdurre degli errori.

• Gli errori che possiamo fare sono di due tipi:

• Errori che il compilatore evidenzia, errori di sintassi.

• Errori che si verificano quando il programma esegue le istruzioni, errori logici ed errori in esecuzione (il programma viene interrotto).

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Errori compilazione

• Abbiamo visto alcuni errori che il compilatore segnala.

• Il compilatore segnala:

• il nome della funzione in cui si verifica l’errore

• il numero della riga in cui tale errore si verifica

• il tipo di errore rilevato.

• Questi errori sono (abbastanza) facili da correggere perché c’è un “suggerimento” da parte del compilatore.

Errori logici

• Consideriamo il seguente codice#include <iostream>

using namespace std;

int main () {// stampa un saluto

cout<<"viao a tutti "<<endl;

return 0;

}

• Questo errore non viene segnalato dal compilatore, che non può sapere che cosa il programmatore abbia intenzione di voler scrivere:• la compilazione va a buon fine ma il risultato è

errato perché viene prodotto un output diverso dal previsto.

Errori logici

• Sono molto più insidiosi degli errori di sintassi:

• il programma viene compilato correttamente, ma non fa quello che dovrebbe fare.

• L’eliminazione degli errori logici richiede molta attenzione:

• si esegue il programma su vari casi e si osservano con attenzione i risultati prodotti; i casi di prova devono essere “certi” ossia si deve conoscere il risultato.