Fondamenti di Informatica - 1. Prof. B.Buttarazzi A.A. 2011/2012

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1 Fondamenti di Informatica - 1 Prof. B.Buttarazzi A.A. 2011/2012

2 Sommario Introduzione alla sintassi C++ Operatori Conversione di tipo Istruzioni di controllo Esercizi 16/04/2012 2

3 Operatori sui bit Il C++ permette, a differenza da altri linguaggi, di operare sulle variabili intere a livello dei bit. L'operatore binario >> produce lo scorrimento a destra (right-shift) dei bit dell operando di sinistra( left-operand) in quantità pari all operando di destra ( rightoperand). In pratica si esegue una divisione intera (con divisore uguale a una potenza di 2) Es. a >> n equivale a a / 2 n Dalla sinistra entrano cifre binarie 0 se il numero a è positivo, oppure cifre binarie 1 se il numero a è negativo (a causa della notazione a complemento a 2 dei numeri negativi). L'operatore binario << produce lo scorrimento a sinistra (left-shift) dei bit dell operando di sinistra ( left-operand), in quantità pari al right-operand. In pratica si esegue una moltiplicazione per una potenza di 2 Es. a << n equivale a a * 2 n Dalla destra entrano sempre cifre binarie 0. 16/04/2012 3

4 Operatori sui bit Gli operatori binari &,, e ^ eseguono operazioni logiche bit a bit fra i due operandi, e precisamente: & esegue l'and fra i corrispondenti bit dei due operandi esegue l'or fra i corrispondenti bit dei due operandi ^esegue l'or esclusivo (XOR) fra i corrispondenti bit dei due operandi L'operatore binario & esegue l'and logico fra due bit a,b: a & b risultato: true (1) se entrambi a e b sono true; altrimenti: false (0) L'operatore binario esegue l'or logico fra due bit a,b: a b risultato: false (0) se entrambi a e b sono false; altrimenti: true (1) L'operatore binario ^ esegue l'or esclusivo logico fra due bit a,b: a ^b risultato: true (1) se a e b sono diversi; altrimenti: false (0) L'operatore unario ~ inverte i bit dell'operando (trasforma 0 in 1 e 1 in 0). 16/04/2012 4

5 Operatori sui bit Gli operatori binari &,, e ^ eseguono operazioni logiche bit a bit fra i due operandi, e precisamente: &esegue l'and fra i corrispondenti bit dei due operandi esegue l'or fra i corrispondenti bit dei due operandi ^esegue l'or esclusivo (XOR) fra i corrispondenti bit dei due operandi Es., date due variabili char a e b i cui valori sono, in notazione binaria: a= (77) b= (58) i risultati delle tre operazioni sono rispettivamente: a & b= (8) a b= (127) a ^ b= (119) L'operatore unario ~ inverte i bit dell'operando (trasforma 0 in 1 e 1 in 0). 16/04/2012 5

6 Operatori sui bit a= (77) b= (58) i risultati delle tre operazioni sono rispettivamente: a & b= (8) a b= (127) a ^ b= (119) L'operatore unario ~ inverte i bit dell'operando (trasforma 0 in 1 e 1 in 0). #include <iostream> using namespace std; int main(){ int c1, a=77, b=58; int m = a & b; cout <<endl; cout << "a & b = " <<m << endl; cout << "a b = " <<(a b) << endl; cout << "a ^ b = " <<(a ^ b) << endl; return 0;} 16/04/2012 6

7 Operatori sui bit a= (77) b= (58) i risultati delle tre operazioni sono rispettivamente: a & b= (8) a b= (127) a ^ b= (119) L'operatore unario ~ inverte i bit dell'operando (trasforma 0 in 1 e 1 in 0). #include <iostream> using namespace std; int main(){ int c1, a=77, b=58; int m = a & b; cout <<endl; cout << "a & b = " <<m << endl; cout << "a b = " <<(a b) << endl; cout << "a ^ b = " <<(a ^ b) << endl; return 0;} 16/04/2012 7

8 Operatori binari in notazione compatta Data l'espressione: a = a <op> b dove a è una variabile, op è un operatore (matematico o a livello del bit), b è un'espressione qualsiasi, questa può essere riscritta in notazione compatta a <op> =b Es. A=A*B equivale a A*=B La notazione compatta è conveniente soprattutto quando il nome delle variabili è lungo! 16/04/2012 8

9 Operatori relazionali Gli operatori binari relazionali sono: > >= < <= ==!= Questi operatori eseguono il confronto fra i valori dei due operandi (che possono essere di qualsiasi tipo nativo) e restituiscono un valore booleano: a > b restituisce true se a é maggiore di b a >= b restituisce true se a é maggiore o uguale a b a < b restituisce true se a é minore di b a <= b restituisce true se a é minore o uguale a b a == b restituisce true se a é uguale a b a!= b restituisce true se a é diverso da b Esempi: bool b = 7 > 3; (in b viene memorizzato true) bool c = 7 < 3; (in c viene memorizzato false) 9

10 Operatori logici: &&! Questi operatori agiscono su operandi booleani e restituiscono un valore booleano: L'operatore binario && esegue l'and logico fra gli operandi: a && b risultato: true se entrambi a e b sono true; altrimenti: false L'operatore binario esegue l'or logico fra gli operandi: a b risultato: false se entrambi a e b sono false; altrimenti: true L'operatore unario! esegue il NOT logico dell'operando:!a risultato: true se a é false o viceversa Si noti la differenza fra gli operatori logici && e e gli operatori di confronto bit a bit & e Es: 5 && 2 restituisce true in quanto entrambi gli operandi sono true (ogni intero diverso da zero è convertito in true) 5 & 2 restituisce 0 (e quindi false se convertito in booleano) in quanto i bit corrispondenti sono tutti diversi 10

11 Operatori di incremento e decremento Gli operatori unari di incremento ++ o decremento -- fanno aumentare o diminuire di un'unità il valore dell'operando (che deve essere di un qualunque tipo base). Es. a++; equivale a a= a+1; L'operatore può seguire (postfisso) l operando es. a++ o precedere (prefisso) l'operando es. ++a Nel caso di operando prefisso l'incremento (o il decremento) viene eseguito prima che la variabile sia utilizzata in una eventuale espressione in cui compare. Nel caso di operando (postfisso) avviene il contrario (prima viene usata la variabile nell epressione e poi viene eseguito l incremento o il decremento). Es: int a, b, c=5 ; a = c++; b = ++c; alla fine di queste operazioni si trovano, nella variabili a, b e c, rispettivamente i valori 5, 7 e 7. Gli operatori di incremento (o decremento) consentono di ridurre il numero di istruzioni. 11

12 Esercizio Determinare il valore assunto da c2 immaginando di effettuate le seguenti assegnazioni (si assuma che tutte le variabili siano state precedentemente dichiarate di tipo int): a=.; c1=.; c=.; c2 = (a-30+c1*(c++)/-(c)); Determinare il valore assunto da c2 immaginando effettuaee le seguenti assegnazioni (si assuma che tutte le variabili siano state precedentemente dichiarate di tipo int): a=.; b= ;c1=.; c2=.;c=.; c2 = (a-30+c1*(c2+b))/(c1*5); 12

13 Conversioni di tipo implicite Nelle assegnazioni, il tipo dell operando di destra viene sempre trasformato implicitamente nel tipo dell operando di sinistra, in genere se se la conversione implica perdita di dati (loss of data ) es trasformando un tipo più complesso in un tipo più semplice ) viene generato un messaggio warning in fase di compilazione. 13

14 Conversioni di tipo esplicite Quando si vuole ottenere una conversione di tipo che non verrebbe eseguita implicitamente, bisogna usare l'operatore binario di casting (o conversione esplicita), che consiste nell'indicazione del nuovo tipo fra parentesi davanti al nome della variabile da trasformare. Es. se la variabile n é di tipo int, l'espressione (float)n trasforma il contenuto di n da int in float. 14

15 #include <iostream> using namespace std; int main(){ cout << "Inizio" <<endl; int a=0,b=0; float q=0; /* Definisco una variabile di tipo float */ cout<<"\ndammi il primo numero: "; cin>>a; cout<<"\ndammi il secondo numero: "; cin>>b; q=(float) a/b; cout<<a<<": "<<b<<" = "<<q<<"\n"; return 0;} Visto che è richiesto di calcolare un quoziente (si prevede di ottenere come risultato un reale) dichiareremo la variabile q di tipo float. float q=0; Dato che entrambi gli operandi sono interi non basta scrivere q=a/b; in quanto essendo gli operandi dello stesso tipo (int) anche il risultato sarà un intero! Per ottenere il risultato corretto è necessario fare un casting (conversione di tipo esplicita) ovvero convertire esplicitamente a float almeno uno dei due operandi (in questo caso a), quindi scriviamo: q=(float) a/b; 15

16 Istruzioni di controllo Si chiamano istruzioni di controllo quelle istruzioni che modificano l'esecuzione sequenziale di un programma. 16

17 Istruzione di controllo if if (condizione) istruzione; ( condizione é un'espressione logica) Se la condizione é true il programma esegue l'istruzione, altrimenti passa direttamente all'istruzione successiva Se le istruzioni da eseguire in base alla condizione sono più di una si raggruppano le istruzioni fra parentesi graffe: if (condizione) {... blocco di istruzioni... }; 17

18 Istruzione di controllo if..else Nel caso di due scelte alternative, all'istruzione if si può associare l'istruzione else : if (condizione) istruzionea; else istruzioneb; se la condizione é true il programma esegue l'istruzionea, altrimenti esegue l'istruzioneb Se le istruzioni da eseguire in base alla condizione sono più di una si raggruppano le istruzioni fra parentesi graffe: if (condizione) {... blocco di istruzioni... } e analogamente: else {... blocco di istruzioni... }. 18

19 #include <iostream> using namespace std; int main(){ int num; cout << "Dammi un numero: "; cin >> num; if ( num > 100 num < -100) cout << Numero fuori range!\n"; if ( num % 2 ) cout << num << " e' dispari\n"; else cout << num << " e' pari\n"; if ( num < 0 ) {cout << num << " sara' cambiato di segno\n"; num = -num; cout << "Numero risultante: " << num << "\n"; } else cout << num << " e' positivo\n"; cout << "\n\n\n\n"; return 0;} Istruzione di controllo if esempio 19

20 #include <iostream> using namespace std; int main(){ int num; cout << "Dammi un numero: "; cin >> num; if ( num > 100 num < -100) cout << Numero fuori range!\n"; if ( num % 2 ) cout << num << " e' dispari\n"; else cout << num << " e' pari\n"; if ( num < 0 ) {cout << num << " sara' cambiato di segno\n"; num = -num; cout << "Numero risultante: " << num << "\n"; } else cout << num << " e' positivo\n"; cout << "\n\n\n\n"; return 0;} Istruzione di controllo if esempio 20

21 Istruzione di controllo if..annidate Se l'istruzione controllata da un if consiste a sua volta in un altro if (sono possibili più istruzioni if annidate), ogni eventuale else si riferisce sempre all'if immediatamente superiore (in assenza di parentesi graffe). Comuque per essere sicuri di ottenere quello che si vuole, conviene sempre mettere le parentesi graffe, anche se sono ridondanti. Es. if (cond1) { if (cond2) istr2a; else istr2b ;}; else istr1b 21

22 #include <iostream> using namespace std; int main(){ int a=1; /* variabile if nidificato*/ cout<<"inserire a"; cin>>a; if (a>10) {cout<<a<<" maggiore di 10\n";} else if (a<0) {cout<<a<<" negativo\n";} else cout<<a<<" non mi interessa\n"; cout<<a<<" inserimeto effettuato\n"; return 0;}

23 #include <iostream> using namespace std; int main(){ int a=1; /* variabile if nidificato*/ cout<<"inserire a"; cin>>a; if (a>10) {cout<<a<<" maggiore di 10\n";} else if (a<0) {cout<<a<<" negativo\n";} else cout<<a<<" non mi interessa\n"; cout<<a<<" inserimeto effettuato\n"; return 0;}

24 Istruzione di controllo while while (condizione) istruzione; ( condizione é un'espressione logica) Il programma esegue ripetutamente l istruzione finchè la condizione é true e passa all'istruzione successiva appena la condizione diventa false. Se le istruzioni da eseguire in base alla condizione sono più di una, bisogna raggruppare le istruzioni fra parentesi graffe while (condizione) {... blocco di istruzioni... } Ovviamente, affinché il loop (ciclo) non si ripeta all'infinito, tra le istruzioni una deve modificare qualche parametro della condizione. La condizione viene verificata all'inizio di ogni iterazione del ciclo: é pertanto possibile, se la condizione é già inizialmente false, che il ciclo non venga eseguito neppure una volta. NSi noti che è ammessa anche la forma: while (condizione) ; //loop infinito!!! 24

25 Istruzione di controllo while #include <iostream> using namespace std; int main(){ int c1; cout<<"inserire C1>10 \n"; cin>>c1; while (c1<=10) { cout<<"valore di C1 non valido\n"; cout<<"inserire il valore di C1>10 \n"; cin>>c1; }; cout<<"il valore di C1 e' "<<c1<<"\n"; return 0;} 25

26 Istruzione di controllo while #include <iostream> using namespace std; int main(){ int c1; cout<<"inserire C1>10 \n"; cin>>c1; while (c1<=10) { cout<<"valore di C1 non valido\n"; cout<<"inserire il valore di C1>10 \n"; cin>>c1; }; cout<<"il valore di C1 e' "<<c1<<"\n"; return 0;} 26

27 Istruzione di controllo do..while do {... blocco di istruzioni... } while ( condizione ) ; (condizione é un'espressione logica) funziona come l'istruzione while, con la differenza che la condizione é verificata alla fine di ogni iterazione e pertanto il ciclo é sempre eseguito almeno una volta. Se la condizione é true il programma torna all'inizio del ciclo ed esegue una nuova iterazione, se é false, passa all'istruzione successiva. Le parentesi graffe sono obbligatorie, anche se il blocco è costituito da una sola istruzione. 27

28 Iterazione do while #include <iostream> using namespace std; int main(){ int c1; do { cout<<"inserire il valore di C1>10 \n"; cin>>c1; } while (c1<=10); cout<<"valore di C1= "<<c1; return 0;}

29 Iterazione do while #include <iostream> using namespace std; int main(){ int c1; do { cout<<"inserire il valore di C1>10 \n"; cin>>c1; } while (c1<=10); cout<<"valore di C1= "<<c1; return 0;}

30 Istruzione di controllo for for (inizializzazione; condizione; modifica) istruzione; inizializzazione é un'espressione eseguita solo la prima volta, condizione é un'espressione logica, modifica é un'espressione eseguita alla fine di ogni iterazione) il programma esegue ripetutamente l'istruzione finchè la condizione é true e passa all'istruzione successiva appena la condizione diventa false. Se le istruzioni da eseguire in base alla condizione sono più di una, bisogna creare un ambito, cioè raggruppare le istruzioni fra parentesi graffe: for (inizializzazione; condizione; modifica) {... blocco di istruzioni... } L'istruzione for é simile all'istruzione while, con le differenze che in while l'inizializzazione é impostata precedentemente e la modifica é eseguita all'interno del blocco di istruzioni del ciclo. Come in while, anche in for la condizione viene verificata all'inizio di ogni iterazione. 30

31 Istruzione di controllo for for (inizializzazione; condizione; modifica) {... blocco di istruzioni... } #include <iostream> using namespace std; int main(){ {int x; for(x=1; x<=100; x++) cout<<x<<" "; return 0;} } 31

32 Istruzione di controllo for for (inizializzazione; condizione; modifica) {... blocco di istruzioni... } #include <iostream> using namespace std; int main(){ {int x; for(x=1; x<=100; x++) cout<<x<<" "; return 0;} } 32

33 Istruzione di controllo continue e break Le istruzioni continue e break sono utilizzate all'interno di un blocco di istruzioni controllate da while, do... while o for. L'istruzione continue interrompe l'iterazione corrente del ciclo: il programma riprende dall'inizio dell'iterazione successiva, previa esecuzione della modifica (nei cicli for) e verifica della condizione (in tutti i tipi di cicli). L'istruzione break interrompe completamente un ciclo: il programma riprende dalla prima istruzione successiva a quelle del ciclo. Nel caso di più cicli innestati, le istruzioni continue e break hanno effetto esclusivamente sul ciclo a cui appartengono e non su quelli più esterni. 33

34 Istruzione di controllo switch switch( espressione ) { [case costante1 : [ blocco di istruzioni 1]] [case costante2 : [ blocco di istruzioni 2]]... [default : [blocco di istruzioni]] } L'istruzione switch confronta il valore dell'espressione (che deve restituire un risultato intero) con le diverse costanti (dello stesso tipo dell'espressione) e, appena ne trova una uguale, esegue tutte le istruzioni da quel punto in poi (anche se le istruzioni relative allo stesso case sono più d'una, non è necessario inserirle fra parentesi graffe). Se nessuna costante é uguale al valore dell'espressione, esegue, se esistono, le istruzioni dopo default: Normalmente ciascun blocco case termina con l'istruzione break (per ottenere che le istruzioni selezionate siano eseguite in alternativa alle altre) 34

35 return 0;} Istruzione di controllo switch #include <iostream> using namespace std; int main(){ int scelta=1; /* variabile switch */ while(scelta!=0) {cout<<"\n Scegli un intero<3 e 0 per terminare:\n\n"; cin>>scelta; switch(scelta) { case 1: {cout<<"1";cout<<"1";break;} case 2: {cout<<"2";cout<<"2";break;} case 0: {cout<<"fine";break;} default: {cout<<"errore";break;} } ; };

36 return 0;} Istruzione di controllo switch #include <iostream> using namespace std; int main(){ int scelta=1; /* variabile switch */ while(scelta!=0) {cout<<"\n Scegli un intero<3 e 0 per terminare:\n\n"; cin>>scelta; switch(scelta) { case 1: {cout<<"1";cout<<"1";break;} case 2: {cout<<"2";cout<<"2";break;} case 0: {cout<<"fine";break;} default: {cout<<"errore";break;} } ; };

37 Istruzione di controllo switch #include <iostream> using namespace std; int main(){ {char lettera; const char voca ='A'; short vocali=0, consonanti=0; for (lettera='a'; lettera<='z'; lettera++) switch (lettera) {case voca :case 'E' :case 'I' :case 'O' :case 'U' :vocali++;break; default:consonanti++;} cout << "Vocali: " << vocali << " Consonanti: " << consonanti << "\n\n\n\n\n" ; return 0;} } 37

38 Istruzione di controllo switch #include <iostream> using namespace std; int main(){ {char lettera; const char voca ='A'; short vocali=0, consonanti=0; for (lettera='a'; lettera<='z'; lettera++) switch (lettera) {case voca :case 'E' :case 'I' :case 'O' :case 'U' :vocali++;break; default:consonanti++;} cout << "Vocali: " << vocali << " Consonanti: " << consonanti << "\n\n\n\n\n" ; return 0;} } 38

39 Esercizio 1 Dato un numero n inserito da tastiera, stampare a video, il numero precedente ed il numero successivo ad n. Esempio: Numero inserito da tastiera 7, numeri da visualizzare 6 e 8 16/04/

40 Esercizio 2 Inizializzare da input due variabili a e b, scambiare il contenuto delle stesse e visualizzare a video i valori finali delle due variabili. Esempio: Immettere da tastiera a=10 b=5 alla fine dell esecuzione del programma si deve avere a=5 b=10. 16/04/

41 Esercizio 3 Inserire da tastiera il prezzo di un dato prodotto e la percentuale di sconto da applicare. Visualizzare il prezzo scontato. Es. Prezzo 100, percentuale 10, prezzo scontato da visualizzare /04/

42 Esercizio 4 Dati due numeri a e b inseriti da tastiera, visualizzare il risultato della loro divisione. Attenzione: se il divisore è 0 visualizzare un messaggio a video altrimenti calcolare la divisione. 16/04/

43 Esercizio 5 Scriver un programma che dopo aver letto un intero positivo n (<5) da tastiera legge n numeri inseriti da tastiera e stampa la loro media. versione1 : programma che non utilizza le istruzioni cicliche versione2 : programma che utilizza for versione3 : programma che utilizza while versione4 : programma che utilizza do..while 16/04/