Flusso logico di un programma

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1 Fondamenti di Informatica e Programmazione Elementi di Informatica e Progrmmazione prof. Massimiliano Redolfi massimiliano.redolfi@ing.unibs.it 2013/2014 Flusso logico di un programma prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/2014 2

2 Il controllo del flusso di un programma start Nessun controllo di flusso la sequenza di istruzioni eseguite non cambia mai il flusso logico di qualsiasi istanza dell applicazione rimane sempre identico, è fissato al momento della scrittura del codice un modo di programmare un po rigido e poco utile end prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Il controllo del flusso di un programma start? Istruzioni di selezione a seconda di una condizione il flusso logico del programma può proseguire in una direzione o in un altra il programma assume una certa dinamicità, può adattarsi alle situazioni esterne end prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/2014 4

3 Il controllo del flusso di un programma start Istruzioni di selezione no T>1000 si Un istruzione di selezione può essere utile per verificare condizioni critiche e nel caso attivare un allarme Allarme!! Avvia lavorazione Blocca impianto Chiaramente si può usare in altri casi end prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Il controllo del flusso di un programma start Esegui X Ripeti? si Iterazioni o cicli permettono di ripetere più volte una stesso blocco di istruzioni per certi versi sono simili a istruzioni di selezione in cui un ramo riporta all istruzione condizionale no end prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/2014 6

4 Il controllo del flusso di un programma: esempio Vogliamo scrivere la tabellina del 2 prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Il controllo del flusso di un programma: esempio Tabellina del 2: Modo 1 #include <stdio.h> int main(void) { printf( Tabellina del 2\n"); printf( 1x2! 2\n"); printf( 2x2! 4\n"); printf( 3x2! 6\n"); printf( 4x2! 8\n"); printf( 5x2! 10\n"); printf( 6x2! 12\n"); printf( 7x2! 14\n"); printf( 8x2! 16\n"); printf( 9x2! 18\n"); printf( 10x2! 20\n"); return 0; } funziona? il codice è scritto correttamente? prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/2014 8

5 Il controllo del flusso di un programma: esempio Tabellina del 2: Modo 1 #include <stdio.h> int main(void) { printf( Tabellina del 2\n"); printf( 1x2! 2\n"); printf( 2x2! 4\n"); printf( 3x2! 6\n"); printf( 4x2! 8\n"); printf( 5x2! 10\n"); printf( 6x2! 12\n"); printf( 7x2! 14\n"); printf( 8x2! 16\n"); printf( 9x2! 18\n"); printf( 10x2! 20\n"); return 0; } Esistono parti ripetitive nel codice? quindi si potrebbe pensare ad un ciclo Anche se sintatticamente corretto l esempio è da considerarsi ERRATO in quanto rappresenta un pessimo modo di scrivere codice e, soprattutto, pensare (algoritmi ma non solo) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Il controllo del flusso di un programma: esempio Tabellina del 2: Modo 2 #include <stdio.h> int main(void) { printf( Tabellina del 2\n"); int i; for(i=1; i<=10; i++) { printf( %d, i); printf( %d, i*2); printf( \n ); } return 0; } Così è decisamente meglio! Ogni riga della tabellina viene ora scritta automaticamente dalle istruzioni contenute nel ciclo for( ) Se volessimo la tabellina fino a 100? prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

6 Il controllo del flusso di un programma: for( ) for(i=1; i<=10; i++) { } Il ciclo for è una delle istruzioni di iterazione messe a disposizione dal C e permette di ripetere un insieme di istruzioni per un numero determinato di volte. La forma generale dell istruzione for è: for(<inizializzazione> ; <condizione> ; <incremento>) <istruzione>; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Il controllo del flusso di un programma: for( ) for(i=1; i<=10; i++) { } for(<inizializzazione> ; <condizione> ; <incremento>) <istruzione>; <inizializzazione> Generalmente è un istruzione di assegnamento utilizzata per inizializzare il valore iniziale della variabile utilizzata nel ciclo variabile? ci arriveremo presto per ora si pensi ad i come ad un elemento che può assumere un qualsiasi numero intero. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

7 Il controllo del flusso di un programma: for( ) for(i=1; i<=10; i++) { } for(<inizializzazione> ; <condizione> ; <incremento>) <istruzione>; <condizione> La condizione al verificarsi della quale il ciclo ha termine (quando i diventa maggiore di 10) La condizione è una clausola booleana (vero/falso) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Il controllo del flusso di un programma: for( ) for(i=1; i<=10; i++) { } for(<inizializzazione> ; <condizione> ; <incremento>) <istruzione>; <incremento> E un istruzione che definisce il valore di cui la variabile di controllo deve variare al termine di ogni ciclo (nel nostro caso i viene incrementato di un unità) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

8 Il controllo del flusso di un programma: for( ) for(i=1; i<=10; i++) { } for(<inizializzazione> ; <condizione> ; <incremento>) <istruzione>; <istruzione> E l istruzione che deve essere eseguita ad ogni ciclo. Può essere un blocco di istruzioni, nel qual caso il blocco deve essere racchiuso tra parentesi graffe Nel nostro caso ad ogni ciclo verranno eseguite le tre istruzioni printf. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Il controllo del flusso di un programma: for( ) for(i=1; i<=10; i++) { } for(<inizializzazione> ; <condizione> ; <incremento>) <istruzione>; Riepilogando: 1. inizializzazione 2. controllo della condizione di uscita, se vera termina ciclo (ossia vai al punto 6) 3. esecuzione istruzione 4. incremento 5. vai al punto 2 6. fine ciclo (cioè vai all istruzione che segue il blocco del ciclo for) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

9 Variabili e tipi di dati prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Variabili e tipi di dati int i; i=1; i++; i è una variabile un elemento che può assumere un certo insieme di valori. In C le variabili sono tipizzate cioè ad una data variabile è associato un certo tipo di dato prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

10 Variabili e tipi di dati int i; i=1; i++; Una variabile corrisponde ad una determinata cella di memoria che viene utilizzata per contenerne il valore (meglio la rappresentazione binaria del valore della variabile in un certo formato ) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Variabili e tipi di dati int i; i=1; i++; In C qualsiasi variabile, prima di essere utilizzata DEVE essere dichiarata. Forma generale per la dichiarazione di una variabile: <tipo_variabile> <nome_variabile>; Esempio int i; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

11 Variabili e tipi di dati int i; i=1; i++; Esempio di dichiarazione di una variabile i di tipo intero: int i; Nota bene: in C non c è alcuna relazione tra il nome assegnato ad una variabile ed il suo tipo. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Variabili e tipi di dati Stili di programmazione Per convenzioni e stile di programmazione i nomi delle variabili sono scritti in minuscolo. Nel caso di variabili con nomi composti (es: numero di pezzi) si conviene di indicare in maiuscolo la prima lettera di ogni parola che segue la prima eliminando i congiuntivi (numeropezzi quando la situazione è chiara si possono contrarre alcune parole es: npezzi) E una convenzione di stile non un obbligo ma permette di aumentare la leggibilità e manutenibilità del codice prodotto. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

12 Variabili e tipi di dati int i; i=1; i++; Più variabili dello stesso tipo possono essere dichiarate contemporanemente utilizzando la forma: <tipo_variabile> <nome_variabile1>, <nome_variabile2>, ; Esempio int i, j, k; Dichiara 3 variabili i, j e k di tipo intero. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Variabili e tipi di dati Tipi base Dimensioni (byte) Range char int 16 o float 32 1E-37 1E+37 (6 cifre di prec.) double E E +308 (10 cifre di prec.) il tipo int può essere a 16 o 32 bit a seconda dell architettura e del compilatore (nei moderni processori ed ambienti int è a 32 bit ma in alcuni micro e DSP e nei vecchi sistemi a 16 bit no) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

13 Variabili e tipi di dati: Modificatori di tipo Un modificatore di tipo viene premesso alla dichiarazione del tipo e ne altera il significato per adattarlo a particolari esigenze. I modificatori utilizzabili sono: signed unsigned long short prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Variabili e tipi di dati: Modificatori di tipo Esempi d uso: signed int unsigned int (utile perché ne estende il range ai soli numeri positivi ) long int (forza l int a 32 bit) long long int (forza l int a 64 bit) unsigned long long int (int 64 senza segno) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

14 Variabili e tipi di dati double tempforno; long int npezzi, nscarti; Dichiara: una variabile di tipo double due variabili di tipo intero a 32 bit prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Variabili: inizializzazione Una variabile ha quindi: un tipo un valore (altrimenti servirebbe a ben poco ) Si può inizializzare il valore di una variabile direttamente nella dichiarazione, associando alla variabile un valore costante: <tipo_variabile> <nome_variabile1> [= <costante>]; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

15 Variabili: inizializzazione <tipo_variabile> <nome_variabile1> [= <costante>]; int i = 1; Dichiara una variabile di tipo intero e ne inizializza il valore a 1. In C non è necessario inizializzare una variabile prima di utilizzarla, si può quindi scrivere: int i; i = i + 1; Non genera errori in compilazione ma è comunque scorretto!! E un errore! Ma non è un buon modo di programmare in quanto no si è certi del valore attribuito inizialmente alla variabile. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Costanti (o tipi letterali) Ma cos è una costante in C? E un valore predefinito e fisso che il programma non può modificare. Una costante può essere di uno qualsiasi dei tipi principali. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

16 Costanti Le costanti numeriche sono specificate tramite numeri (10, 11.3, 1E-6) Le costanti carattere tramite numeri ( o da ) oppure tramite caratteri che devono essere racchiusi tra apici singoli ( a ) (non confonderle con le costanti stringa che sono racchiuse in doppi apici e gestite in modo diverso, in C non esiste il tipo stringa!) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Costanti Si può assegnare ad una costante un etichetta in modo da non scrivere direttamente in più parti del codice uno stesso valore costante La definizione di una costante è simile a quella di una variabile a cui si fa precedere il prefisso const: const <tipo_costante> <nome_costante> = <valore>; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

17 Costanti const <tipo_costante> <nome_costante> = <valore>; Esempio: const int NUMERO_TENTATIVI = 10; dichiara una costante NUMERO_TENTATIVI. Seppure la dichiarazione è simile a quella di una variabile sono due entità trattate in modo completamente diverso (più avanti vedremo perché). Ed evidentemente l istruzione NUMERO_TENTATIVI = 3; genera un errore! prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

18 Operatori Gli operatori sono fondamentali in C, ve ne sono di diverse categorie: operatori aritmetici operatori relazionali operatori logici operatiri bit-to-bit operatore di assegnamento prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: assegnamento <nome_variabile> = <espressione> L operatore agisce nel seguente modo: 1. viene valutata l espressione a destra dell uguale 2. viene assegnato il valore ottenuto alla variabile a sinistra L operatore è: utilizzabile in ogni espressione valida non è un istruzione (come in altri linguaggi), è un operatore, quindi esso stesso restituisce un valore (il valore assegnato alla variabile) espressione può essere: una costante un espressione complessa a piacere prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

19 Operatori: assegnamento <nome_variabile> = <espressione> Esempi: a = 3; a = 3 + 5; a = b + c d; Ma anche: a = b = c + d; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: assegnamenti multipli a = b = c = 3; Tutte le variabili assegnate assumono lo stesso valore, nel caso a, b e c assumono il valore 3 Vale anche: a = ( b = 2 ) + 1; Che si legge: 1. valuto l espressione a dx del primo uguale (cioè (b = 2) + 1) 2. le () costituiscono precedenze, valuto gli elementi nella () 3. assegno 2 a b 4. il valore dell esp. tra parentesi è 2 5. lo sommo ad 1 6. assegno ad a il valore 3 prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

20 Operatori: assegnamenti composti Supponiamo di voler incrementare di 10 una variabile, abbiamo imparato che possiamo scrivere: x = x + 10; Ma anche: x+= 10; Questa istruzione viene trasformata dal compilatore in un istruzione equivalente alla precedente x = x + 10; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: assegnamenti composti Esistono operatori di assegnamento composti per tutti gli operatori binari (cioè gli operatori che agiscono su due operandi) Cioè in generale se si può scrivere: <variabile> = <variabile> <operatore> <espressione> si può anche scrivere: <variabile> <operatore>= <espressione> Esempio: x = x 100; " x -= 100; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

21 Operatori: operatori aritmetici +! somma -! sottrazione (meno unario) *! prodotto /! divisione %! modulo --! decremento ++! incremento Esempi prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: efficienza Sebbene x = x + 1 e x++ producano lo stesso effetto non è così in termini di efficienza. Il compilatore ottimizza le istruzioni di incremento e decremento (così come le istruzioni += etc ) rendendo il codice x++ molto più efficiente dell equivalente clausola di assegnamento prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

22 Operatori: ordini di precedenza All interno di un espressione gli operatori vengono valutati secondo un ordine di precedenza che è massima per gli operatori di incremento e decremento. Ordini di precedenza: (alta precedenza) (bassa precedenza) (meno unario) * / % prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: ordini di precedenza Gli operatori con lo stesso ordine di precedenza vengono valutati dal compilatore da sinistra verso destra. E possibile alterare l ordine di precedenza utilizzando le parentesi tonde (che possono essere annidate una dentro l altra) Che valore assume x? e a? x = ((a = 3 + 7) 3 * 5) + a * 3; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

23 Esercizi 1. Provare a scrivere la tabellina del 10 compelta (facile!) 2. Provare a scrivere un programma che genera la serie di fibonacci di ordine n dove n viene richiesto all utente (usare scanf( ) (un po più complesso) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/