Sviluppo di programmi

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1 Sviluppo di programmi FASE 1: Dare un nome al problema partendo dall analisi del problema FASE 2: Scrivere la specifica funzionale FASE 3: Scrittura dell algoritmo FASE 3.1: Introduzione delle variabili (contenitori di dati) necessarie e delle relative operazioni elementari FASE 3.2: Specifica di un diagramma di flusso ( o di uno pseudo codice) che descrive in modo preciso e non ambiguo la sequenza di operazioni da eseguire FASE 4: Traduzione del diagramma di flusso ( o dello pseudo codice) in un programma in un linguaggio di programmazione 58

2 Descrizione di un algoritmo Si descrive un algoritmo cercando di sintetizzare il più possibile la sua sequenza di passi; Non si utilizza un linguaggio di programmazione specifico, ma è meglio utilizzare qualcosa di più generale; Pseudo-codici o Diagrammi di Flusso 59

3 Descrizione di un algoritmo Un algoritmo descrive due tipi fondamentali di operazioni: calcoli ottenibili tramite le operazioni primitive su tipi di dato (valutazione di espressioni) azioni che consistono nella modifica del valore associato alle variabili 60

4 Descrizione di un algoritmo Un algoritmo descrive due tipi fondamentali di operazioni: calcoli ottenibili tramite le operazioni primitive su tipi di dato (valutazione di espressioni) azioni che consistono nella modifica del valore associato alle variabili 61

5 Calcoli: espressioni valutabili L esecutore dell algoritmo valuta espressioni dove gli elementi possono essere variabili o valori costanti 3 * X + sin (Y * sqrt(z)) b*b-4*a*c h / j k /

6 Calcoli: espressioni booleane (logiche) Ci sono anche particolari tipi di espressioni chiamate booleane o logiche Sono espressioni che possono dare origine a due soli possibili valori: VERO o FALSO Una proposizione della quale dobbiamo valutare se è vera o falsa Per costruire un espressione logica si possono usare le seguenti relazioni: = (uguaglianza); < (minore); <= (minore o uguale); > (maggiore); >= (maggiore o uguale); <> (diverso); 63

7 Esempi di espressioni booleane (logiche) A seconda del valore delle variabili l espressione booleana può essere vera o falsa b*b-4*a*c = 0 h / j <> 2.4 k / 2.23 > p 192 <= 12 64

8 Calcoli: espressioni logiche complesse - NOT Possiamo costruire espressioni booleane più complesse grazie ad alcune regole della cosiddetta algebra booleana; Se A è un espressione logica, anche Not A (la negazione logica di A) lo è A Not A Vero Falso Falso Vero 65

9 Congiunzione (AND) Se A e B sono espressioni logiche, anche A and B lo è; A B A and B Vero Vero Falso Falso Vero Falso Vero Falso Vero Falso Falso Falso 66

10 Disgiunzione (OR) Se A e B sono espressioni logiche, anche A or B lo è; A B A or B Vero Vero Falso Falso Vero Falso Vero Falso Vero Vero Vero Falso 67

11 Descrizione di un algoritmo Un algoritmo descrive due tipi fondamentali di operazioni: calcoli ottenibili tramite le operazioni primitive su tipi di dato (valutazione di espressioni) azioni che consistono nella modifica del valore associato alle variabili 68

12 Azioni: modifica valori delle variabili L esecutore di un algoritmo deve poter compiere azioni che hanno un effetto sui dati gestiti Le azioni più semplici sono assegnamenti a variabili Un assegnamento ad una variabile si denota con VARIABILE:= ESPRESSIONE con il seguente significato: 1. l esecutore valuta l espressione a destra del := 2. e poi modifica il valore della variabile con il risultato della valutazione dell espressione 69

13 Esempi di azioni: assegnamenti a variabili L esecutore valuta espressioni dove gli elementi possono essere variabili o valori costanti e se ne assegna il valore ad una variabile pippo := 3 * X + sin (Y * sqrt(z)) delta := b*b-4*a*c a := h / j W := k / 2.23 M := 192 T := p x := x + 1 Una variabile non può essere vuota : ad una variabile deve sempre essere associato un valore Il valore contenuto in una variabile è l ultimo assegnatole e resta inalterato finché una successiva assegnazione non modifica il valore stesso 70

14 Formalismi per la descrizione di algoritmi Per descrivere in passi di un algoritmo bisogna essere precisi e non ambigui Il linguaggio naturale degli esseri umani si presta a interpretazioni non univoche Si usano due formalismi: diagrammi di flusso: formalismo grafico pseudo-codice: linguaggio con istruzioni simili a quelle dei linguaggi di programmazione si possono usare in alternativa 71

15 Specifica di inizio e di fine Ogni algoritmo deve avere un inizio ed una fine start end start end 72

16 Input ed output di dati Ogni algoritmo parte da dati in ingresso per produrre dati in uscita (problema computazionale) readx read X write Z write Z 73

17 Specifica delle azioni Ogni algoritmo specifica azioni che l esecutore deve compiere del tipo descritto in precedenza Z := X + 1 Z := X

18 Specifica delle condizioni logiche Alcuni passi di un algoritmo si devono eseguire se sono verificate condizioni logiche su valori di variabili In genere, questi salti dell algoritmo sono sottoposti ad una condizione logica (risposta o ); Si parla di blocchi decisionali 75

19 Specifica delle condizioni logiche azioni caso azioni condizione logica azioni seguenti comuni azioni caso azioni if (condizione logica) then azioni caso else azioni caso end if azioni seguenti comuni 76

20 Specifica delle condizioni logiche azioni caso azioni condizione logica azioni if (condizione logica) then azioni caso end if azioni seguenti comuni azioni seguenti comuni 77

21 Condizioni logiche Annidate: esempio condizione logica 2 azioni condizione logica 1 azioni seguenti comuni condizione logica 3 azioni 2 azioni 2 azioni 3 azioni if (condizione logica 1) then else if (condizione logica 2) then azioni 2 else azioni 2 end if if (condizione logica 3) then azioni 3 end if end if azioni seguenti comuni 78

22 Flusso di esecuzione I singoli diagrammi devono essere uniti tramite i connettori (linee e frecce in un flow chart); L esecuzione dei passi deve essere fatta sequenzialmente, ov seguendo i connettori, partendo dall inizio dell algoritmo fino a raggiungere la sua fine Quando si scrive l algoritmo bisogna fare molta attenzione alla direzione del flusso di esecuzione 79

23 Strutture di controllo: iterazione azioni da ripetere azioni condizione logica azioni while (condizione logica) azioni da ripetere end while azioni seguenti azioni seguenti 80

24 Strutture di controllo: iterazioni annidate azioni iterazione esterna da ripetere azioni iterazione interna da ripetere azioni condizione logica interna condizione logica esterna azioni while (condizione logica esterna) while (condizione logica interna) azioni iterazione interna da ripetere end while azioni iterazione esterna da ripetere end while azioni seguenti azioni seguenti 81

25 Sviluppo di programmi FASE 1: Dare un nome al problema partendo dall analisi del problema FASE 2: Scrivere la specifica funzionale FASE 3: Scrittura dell algoritmo FASE 3.1: Introduzione delle variabili (contenitori di dati) necessarie e delle relative operazioni elementari FASE 3.2: Specifica di un diagramma di flusso ( o di uno pseudo codice) che descrive in modo preciso e non ambiguo la sequenza di operazioni da eseguire FASE 4: Traduzione del diagramma di flusso ( o dello pseudo codice) in un programma in un linguaggio di programmazione 82

26 Esempio di algoritmo Scrivere l algoritmo che esegue la somma di due numeri start read X read Y Z := X + Y start read X read Y Z := X + Y write Z end write Z end 83

27 Esempio: massimo tra due numeri Dati due numeri, dire qual è il massimo tra i due. start read X read Y X > Y max := X max := Y write max end start end read X read Y if (X > Y) then max := X else max := Y end if write max 84

28 Esempio di algoritmo: calcolo radici write "nessuna radice" start read a,b,c delta:=b*b-4*a*c delta < 0 end write "radici coincidenti" r1 := (-b + sqrt(delta))/2*a r2 := (-b - sqrt(delta))/2*a write r1,r2 delta = 0 write "radici distinte" start read a,b,c delta := b*b-4*a*c if (delta < 0) then write nessuna radice else r1 := (-b+sqrt(delta))/2*a r2 := (-b-sqrt(delta))/2*a write r1,r2 if (delta = 0) then write radici coincidenti else write radici distinte end if end if end 85

29 Esercizio: massimo di una sequenza Si supponga di fornire in input ad un programma un numero indefinito di interi positivi. L inserimento verrà terminato dall utente quando questi inserirà uno zero (0). Il programma deve restituire il valore massimo tra quelli introdotti. Disegnare il diagramma di flusso di tale programma. 86

30 Strutture di controllo: iterazione azioni da ripetere azioni condizione logica azioni while (condizione logica) azioni da ripetere end while azioni seguenti azioni seguenti 87

31 Strutture di controllo: iterazioni annidate azioni iterazione esterna da ripetere azioni iterazione interna da ripetere azioni condizione logica interna condizione logica esterna azioni while (condizione logica esterna) while (condizione logica interna) azioni iterazione interna da ripetere end while azioni iterazione esterna da ripetere end while azioni seguenti azioni seguenti 88

32 Esercizio: massimo di una sequenza start max := -1 start max := -1 read numero read numero numero >0 numero > max max := numero write max end while (numero > 0) if (numero > max) then max := numero end if read numero end while write max read numero end 89

33 Esercizio: massimo di una sequenza max := numero read numero numero > max start max := -1 numero <> 0 numero < 0 read numero write max end write "solo positivi!!" start max := -1 read numero while (numero <> 0) if (numero < 0) then write solo positivi!! else if (numero > max) then max := numero end if end if read numero end while write max end 90

34 Esercizio: cosa fa questo algoritmo? start P := 0 start P := 0 read A,B read A,B A <> 0 write P while (A <> 0) if (A è dispari) then P := P + B A è dispari end P := P + B end if A := A / 2 B := B * 2 A := A / 2 end while B := B * 2 write P end 91

35 Esercizio: cosa fa questo algoritmo? P A B

36 Esercizio: cosa fa questo algoritmo? P A B