Fondamenti di Informatica e Programmazione Elementi di Informatica e Progrmmazione

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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 Il controllo del flusso di un programma: esempio Tabellina del 2: Modo 3 #include <stdio.h> int main(void) printf( Tabellina del 2\n"); for(int i=1; i<=10; i++) printf( %d\t->%d\n, i, i*2); E questo è quello che scriverebbe uno sviluppatore Notare che la variabile i è definita all interno del ciclo return 0; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/2014 2

2 Esercizi: la tabellina del 10 completa #include <stdio.h> int main(void) printf( Tabellina del 10\n"); for(int i=1; i<=10; i++) for(int j=1; j<=10; j++) printf( %d\t, i*j); printf( \n ); return 0; Ci sono 2 cicli uno interno all altro Il C è un linguaggio di programmazione strutturato La visibilità delle variabili dipende da dove queste sono dichiarate prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori Che valore assumono le variabili nelle istruzioni: x = ((a = 3 + 7) 3 * 5) + a * 3; x = ((a = 3 + 7) 3 * 5) + ++a * 3; x = ((a = 3 + 7) 3 * 5) + a++ * 3; x = a * 3 + ((a = 3 + 7) 3 * 5); x = ++a * 3 + ((a = 3 + 7) 3 * 5); prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/2014 4

3 Operatori: operatori relazionali e logici Operatori relazionale: mettono in relazione il valore di un espressione con il valore di un altra dando come risultato un valore logico (vero o falso, 0 o 1) Operatori logici: valutano espressioni logiche In C è vero qualsiasi valore diverso da 0 è falso lo zero. Gli operatori relazionali restituiscono un valore intero pari ad 1 se l espressione è vera 0 se è falsa. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: operatori relazionali e logici Gli operatori logici sono i classici operatori dell algebra booleana (and, or e not) che in C sono rappresentati dai simboli &&, e! rispettivamente. AND p q p && q OR p q p q NOT p!p prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/2014 6

4 Operatori: operatori relazionali e logici Gli operatori relazionali sono operatori di confronto tra espressioni: > maggiore >= maggiore o uguale < minore <= minore o uguale == uguale (notare che non è = che è l assegnamento)!= diverso prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: ancora sugli ordini di precedenza Gli operatori relazionali e logici hanno un livello di precedenza inferiore rispetto agli operatori aritmetici (quindi vengono applicati dopo) Quindi 10 > vale? prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/2014 8

5 Operatori: ancora sugli ordini di precedenza Ordini di precedenza tra operatori relazionali e logici: (alta precedenza)! > >= < <= (bassa precedenza) ==!= && prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: ancora sugli ordini di precedenza Esempi:!0 && 0 0?!(0 && 0) 0? a = 10; b = 0; x = (a > 2) && b;? prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

6 Funzioni prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Le funzioni: un primo sguardo Una funzione è una porzione di codice richiamabile dall esterno, tipicamente da un altra funzione, che realizza un compito specifico. Un esempio di funzione è printf() che abbiamo già visto. Ma come possiamo dichiarare una funzione? prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

7 Le funzioni: dichiarazione di una funzione <tipo_ritornato> <nome_funzione>(<parametri>) Una funzione viene identificata tramite un nome che segue le solite regole dei nomi delle variabili. Inoltre la dichiarazione di una funzione comprende: il tipo del valore ritornato (void se la funzione non ritorna nulla) un elenco di parametri un insieme di istruzioni che ne definiscono il comporamento, il corpo della funzione prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Le funzioni: dichiarazione di una funzione <tipo_ritornato> <nome_funzione>(<parametri>) I parametri costituiscono gli argomenti della funzione un insieme di valori che possono essere specificati nel momento in cui la funzione viene invocata. I parametri formali di una funzione sono definiti da una sequenza di elementi <tipo_parametro> <nome_parametro> separati da virgole prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

8 Le funzioni: esempio la funzione somma <tipo_ritornato> <nome_funzione>(<parametri>) int somma(int a, int b) int c = a + b; return c; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Le funzioni: esempio la funzione somma #include <stdio.h> int somma(int a, int b) int c; c = a + b; return c; int main(void) printf( %d, somma(2, 3)); return 0; Quando l istruzione somma viene invocata (somma(2,3)) i parametri formali a e b vengono sostituiti dai valori passati. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

9 Le funzioni: esempio la funzione somma #include <stdio.h> int somma(int a, int b) int c; c = a + b; return c; int main(void) printf( %d, somma(2, 3)); return 0; c è una variabile locale alla funzione somma. E visibile solo all interno della funzione stessa! prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Visibilità delle variabili: variabili locali Le varibili definite all interno di una funzione sono dette variabili locali. Le variabili definite all interno di main sono variabili locali? La vita e validità delle variabili locali è legata all esecuzione del blocco di codice in sui sono dichiarate: la variabile viene creata al memento dell entrata nel blocco di codice e distrutta all uscita. La visibilità è ristretta al blocco di codice in cui sono dichiarate (in altri termini possono essere utilizzate solo all interno di quel blocco) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

10 Visibilità delle variabili: variabili locali void func1(void) int x; x = 13; c è qualche relazione tra la x di func1 e la x di func2? void func2(void) int x; x = 12; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Visibilità delle variabili: variabili locali int func1(int y) int x; x = 13; return x + y; int func2(int y) int x; x = 12; return func1(x); Cosa succede se chiamo func2(3) Int main() printf( %d, func2(3)); prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

11 Visibilità delle variabili: variabili locali int func1(int y) int x; x = 13; int res = x + y; return res; Sebbene è consuetudine dichiarare una variabile locale all inizio del blocco di codice a cui appartiene nulla vieta (in C99) di dichiarare una variabile locale in qualsiasi punto del codice. La cosa è lasciata allo stile del programmatore prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Visibilità delle variabili: variabili locali int func1(int y) int x = 13; return x + y; vale anche questo prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

12 Visibilità delle variabili: ancora tabelle #include <stdio.h> void stampariga(int riga) for(int j=1; j<=10; j++) int prod = riga * j; printf( %d\t, prod); printf( \n ); int main(void) printf( Tabellina del 10\n"); Notiamo che ogni riga viene ora gestita da un apposita funzione che ha un parametro formale di tipo int Notiamo ancora che la funzione stampariga dichiara due variabili locali quali? qual è la visibilità delle stesse? for(int i=1; i<=10; i++) stampariga(i); return 0; prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Visibilità delle variabili: variabili globali Sono visibili e valide per l intero programma! Possono quindi essere utilizzate in qualsiasi punto del programma e conservano il proprio valore durante l intera esecuzione dello stesso. Le variabili globali devono essere dichiarate all esterno di ogni funzione. Attenzione a non abusarne possono creare problemi difficili da scovare prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

13 Visibilità delle variabili: variabili globali int count; /* questa è una variabile globale */ void func1(void) printf( func1, il valore di count è: %d, count); count +=10; void main(void) count = 100; printf( il valore di count è: %d, count); func1(); printf( il valore di count è: %d, count); Notare che count non è definita in nessuna funzione eppure la si può utilizzare ed il suo valore viene mantenuto in tutto il programma. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Visibilità delle variabili: variabili globali int count; void func1(void) int count; count = 5; printf( func1, il valore di count è: %d, count); count +=10; void main(void) count = 100; printf( il valore di count è: %d, count); func1(); printf( il valore di count è: %d, count); Cosa accade ora? In func1 è definita una variabile locale con lo stesso nome di quella globale. func1 fa riferimento alla propria variabile locale. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

14 Operare sui bit prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: operatori bit-a-bit Gli operatori bit-a-bit operano sui singoli bit di un valore o di una coppia di valori (non confonderli con gli operatori logici!): & and or ^ xor complemento a uno >> scorrimento a destra << scorrimento a sinistra prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

15 Operatori: operatori bit-a-bit Esempi (rappresentazione binaria dei dati): 1011 & 0111 = 0011 (mentre 1011 && 0111) = ^ 0111 = 1100 XOR p q p ^ q prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: operatori bit-a-bit complemento a uno: inverte lo stato di ogni bit dell operando a cui è applicato Es: = =? prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

16 Operatori: operatori bit-a-bit >>, << scorrimento: spostano tutti i bit della variabile a cui sono applicati a destra o a sinistra di un certo numero di posizioni Forma generale di uno scorrimento a destra: <variabile> >> <numero_posizioni> Forma generale di uno scorrimento a sinistra: <variabile> << <numero_posizioni> prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Operatori: operatori bit-a-bit Operatori di scorrimento ed operazioni binarie: << 1 = << 3 = >> 1 = Ogni scorrimento di 1 bit a dx equivale ad una divisione per 2 mentre a sx ad una moltiplicazione per 2 (su valori interi) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

17 Controllo del flusso del programma prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Controllo del flusso: if int main(void) int valore; printf( Inserisci un numero: ); scanf( %d, &valore); if(valore % 2 == 0) printf( Numero pari! ); if(valore % 2!= 0) printf( Numero dispari! ); scanf permette di leggere l input da tastiera, vedremo i dettagli più avanti per ora si assuma che digitando un numero e premendo <enter> il valore digitato viene salvato in valore La parte che ci ineteressa è l if prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

18 Controllo del flusso: if if (<condizione>) <istruzione>; L istruzione associata alla if viene eseguita solo se la condizione è vera. if cond. vera prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Controllo del flusso: if-else Si può specificare anche un istruzione nel caso la condizione sia falsa tramite la clausola else if (<condizione>) <istruzione>; else <istruzione>; Come sempre istruzione può essere composta da più righe di codice basta racchiuderle tra (cioè definire un blocco di codice) ramo else if/else cond. vera prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

19 Controllo del flusso: if-else void main(void) int valore; printf( Inserisci un numero: ); scanf( %d, &valore); if(valore % 2 == 0) printf( Numero pari! ); printf( Il numero inserito è: %d, valore); else printf( Numero dispari! ); printf( Il numero inserito è: %d, valore); prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Controllo del flusso: if-else-if L istruzione if può essere nidificata: if (<condizione>) <istruzione>; else if (<condizione>) <istruzione>; else if (<condizione>) <istruzione>; else <istruzione>; Le if vengono valutata una dopo l altra procedendo dall alto verso il basso. Notare che viene adottato per l indentazione uno schema diverso dallo standard onde evitare righe troppo lunghe if() else if() else if sarebbe poco pratico! L ultima else non è obbligatoria. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

20 Controllo del flusso: if-else-if Notare che la condizione dell istruzione if è una qualsiasi espressione valida che può assumere un valore considerato vero o falso, quindi una qualsiasi espressione che possa assumere un valore diverso da zero od uguale a zero e non solo un operatore relazionale o logico. int i = 10; if(i) printf( Il valore è diverso da zero ); è un costrutto perfettamente valido in C. prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Controllo del flusso: switch Se si vogliono eseguire operazione diverse a seconda del valore assunto da espressione a valore intero o carattere si può utilizzare il costrutto switch: switch(<espressione>) case <costante_1>: <sequenza istruzioni1> break; case <costante_2>: <sequenza istruzioni2> break; default: <sequenza istruzioni2> prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

21 Controllo del flusso: switch Mentre si può sempre usare if-else-if al posto di switch non è vero il contrario. Ricordate che: switch esegue solo verifiche di uguaglianza mentre if valuta qualsiasi espressione logica non possono esistere nello stesso switch due costanti case identiche le costanti di tipo carattere utilizzate vengono convertite in interi come tutti le istruzioni switch è nidificabile (switch all interno di switch) se si omette un break il controllo passa da un blocco case all altro prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Controllo del flusso: switch Si usa solitamente switch al posto di if-else-if quando si devono valutare un ben determinato insieme di valori assunti da una variabile. Un esempio può essere la gestione di un menu prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

22 Controllo del flusso: switch void menu(void) char ch; printf( 1. Controllo temperatura forno\n ); printf( 2. Analisi ciclo lavorazione\n ); printf( 3. Avvio ciclo lavorazione\n ); printf( 4. Stop ciclo lavorazione\n ); printf( 5. Esci\n ); printf( Selezionare un opzione: ); ch = getch(); /* legge il tasto premuto */ prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Controllo del flusso: switch switch(ch) case 1 : controllo_temperatura(); break; case 2 : analisi_cliclo(); break; case 5 : return; break; default: printf( selezionata opzione non valida ); prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

23 Ancora sui cicli prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Esercizi: Fibonacci Provare a scrivere un programma che genera la successione di Fibonacci di ordine n dove n viene richiesto all utente (usare scanf() (un po più complesso) Successione di Fibonacci: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89,... in cui ogni termine, a parte i primi due (semi della successione), è la somma dei due che lo precedono. La sequenza è presente in diverse forme naturali (per esempio, negli sviluppi delle spirali delle conchiglie, ecc...). (Per chi è interessato all argomento si consiglia: La sezione auerea Mario Livio Rizzoli ed.) prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

24 Esempio void main(void) int nelementi; printf( Inserire il numero di elementi da generare: ); scanf( %d, &ordine); int fib_2 = 0, fib_1 = 1; for(int i=1; i< nelementi; i++) int fib = fib_2 + fib_1; fib_2 = fib_1; fib_1 = fib; if(fib <= 0) break; printf( Elemento %d: %d, i, fib); prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Controllo del flusso: non solo for(;;) Cicli con controllo iniziale while(condizione) <istruzione>; Cicli con controllo finale do <istruzione>; while(condizione); Il for è solitamente utilizzato quando il ciclo è controllato da una variabile il cui valore viene incrementato/decrementato al termine del ciclo stesso. In altre situazioni in cui il controllo non è direttamente collegato ad una variabile (ad un indice) si utilizza while prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

25 Esempio int main(void) char ch; printf( inserire Q per terminare ); while((ch = getch())!= q ) printf( \ncarattere inserito: %c, codice ASCII: %d, ch, ch); return 0; Notare che la condizione di uscita dal ciclo non è legata ad una particolare variabile il cui valore viene alterato in modo monotono durante il ciclo prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/ Controllo del flusso: istruzioni di salto break: interrompe il ciclo corrente ed il programma continua dall istruzione che segue il ciclo (inoltre break viene usata nei switch-case) continue: esegue la successiva interazione del ciclo saltando il codice che segue (non esce dal ciclo come invece fa break). Nel caso di cicli for l istruzione continuo fa saltare il programma alla clausola di incremento quindi alla valutazione della condizione di uscita. Nel caso di cicli while il ciclo salta alla valutazione della condizione. return: l abbiamo incontrata più volte e provoca l uscita dalla funzione corrente restituendo il valore specificato prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/

26 Controllo del flusso: cicli infiniti for(;;) while(1) do while(1); Sono tutti cicli infiniti, non termina mai, a meno di specificare un istruzione break all interno del ciclo! prof. Massimiliano Redolfi Fondamenti/Elementi di Informatica e Programmazione 2013/