IL LINGUAGGIO C IL CALCOLATORE E I SUOI LINGUAGGI

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1 IL LINGUAGGIO C IL CALCOLATORE E I SUOI LINGUAGGI

2 IL CALCOLATORE ELABORA I DATI DATI INIZIALI PROGRAMMA DATI FINALI

3 L INSIEME DI QUESTE ISTRUZIONI PRENDE IL NOME DI PROGRAMMA PROBLEMA ALGORITMO PROGRAMMA

4 IL LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE AD ALTO LIVELLO LINGUAGGIO AD ALTO LIVELLO COMPILATORE LINGUAGGIO A BASSO LIVELLO (BINARIO)

5 COME SI SCRIVE UN PROGRAMMA IN C LINGUAGGIO AD ALTO LIVELLO COMPILATORE LINGUAGGIO A BASSO LIVELLO (BINARIO)

6 REALIZZAZIONE DI UN PROGRAMMA IN C IL PROBLEMA L IDEA IL PROGRAMMA

7 EDITING DI UN PROGRAMMA EDITING DEL PROGRAMMA PROGRAMMA SORGENTE IN C PROGRAMMA ESEGUIBILE (EXE) ESECUZIONE (TESTING E DEBUGGING)

8 Esempio: hello.cpp # include <stdio.h> # include <stdlib.h> /* programma */ main () { printf("hello mondo!\n"); system("pause"); return 0; Direttiva al preprocessor: include il file (del compilatore) stdio.h che serve per l utilizzo delle funzioni di input e di output Commento: viene ignorato Funzione main: tutto comincia da qui. Corpo della funzione main Parentesi graffe Istruzioni con il commento Ritorno a capo (CR,ASCII 0x0A) { Alt 123 Ctrl+Alt+Shift+[ Shift+Alt+[ Alt 125 Ctrl+Alt+Shift+] Shift+Alt+]

9 Il linguaggio "C" è strutturato a functions; una function che sarà sempre presente è la "main". Una definizione di function è così costituita: nomefunzione (parametri) { corpo della funzione Una chiamata a function viene effettuata nel seguente modo: nomefunzione (parametri); Il valore restituito da una function, se non specificato diversamente, è di tipo: int

10 Esempio: Esercizio printf 1B.cpp #include <stdio.h> #include <stdlib.h> main() { int area; // dichiarazione delle variabili int latoa; int latob; latoa = 10; // inizializzazione delle variabili latob = 5; area = latoa * latob; // calcolo dell'area printf("valore dell'area= %d",area); printf("\n\n"); system("pause"); return 0; Commento: viene ignorato. Definizione intera della variabile area,latoa,latob. Assegnazione del valore 10 e 5. Calcola l area. Stampa il valore ricavato. %d =specifica di conversione.

11 TIPI DI DATI Il linguaggio C è un linguaggio tipizzato, ovvero è necessario specificare il tipo associato a ciascuna variabile e costante. Una variabile è un area della memoria del calcolatore destinata a contenere il dato che viene distinta per mezzo di un nome NOMI DI VARIABILI: SINTASSI I nomi delle variabili devono essere identificatori validi. Convenzioni: 1 ) Lettere minuscole per i nomi delle variabili. Esempio: int numero1; //definizione (creazione) di una variabile int numero2; 2 ) caratteri tutti maiuscoli per i nomi delle costanti Esempio: #define LIMITE 28

12 TIPI DI DATO INTERI int : intero con segno (rappresentato con 2 byte); short int : intero con segno (rappresentato con 2 byte); long int : intero con segno (rappresentato con 4 byte); long long int : intero con segno (rappresentato con 4 byte); Esempi: int num1; int num1,num2,num3; int num1=10; int num1=5,num2=10;num3=7; Esempio di una riga di programma: totale= num1*num2; //assegnazione di un espressione

13 ALTRI TIPI DI VARIABILI float: valori numerici reali in singola precisione, compresi tra 10^-39 e 10^38. char : è un singolo carattere dell alfabeto ed occupa un singolo byte. double: valori numerici reali in doppia precisione. E possibile eseguire operazioni aritmetiche solo tra variabili dello stesso tipo, altrimenti il compilatore segnala errore. #include <stdio.h> main () { int area; int latoa; int latob; latoa=10; latob=5; area=latoa*latob; //dichiarazione delle variabili //inizializzazione delle variabili //calcolo dell area

14 TIPI DI DATO IN VIRGOLA MOBILE In C sono disponibili tre tipi di dato in virgola mobile: float: rappresentato su almeno 4 byte; double: rappresentato su 8 byte, con 11 bit per l esponente (doppia precisione); long double: rappresentato su byte, con 15 bit per l esponente (quadrupla precisione); Il punto decimale (non la virgola) separa la parte intera da quella frazionaria; la lettera e (oppure E) separa la mantissa dall esponente; Esempi: float x,y; double z; x=1.0; y=3.0e8; z= ;

15 INPUT E OUTPUT DEI DATI Il programma ha la possibilità di comunicare con l utente tramite due modalità: di input e di output. L input (dati in ingresso) consente al programma di ricevere dati e informazioni dall esterno allo scopo di poterli elaborare. L output (dati in uscita) consiste nel comunicare all utente dei dati e delle informazioni elaborate. L input della funzione scanf(); scanf( %X %Y, &varx,& var Y); L output della funzione printf(): printf ( xxxxxx ); printf ( xxxxxx %X %Y %Z, varx, vary, varz );

16 Esempio 1 #include <stdio.h> #include<stdlib.h> main () { int num1,num2,tot; scanf ( %d %d, &num1,&num2 ); tot=num1*num2; printf( %d \n,tot); system( pause ); return 0; //dichiarazione delle variabili //input dei dati //calcolo //output del da

17 Esempio 2 #include <stdio.h> #include<stdlib.h> main () { int num1,num2; //dichiarazione delle variabili printf( programma che calcola il prodotto di due interi ); printf( \n Inserisci il moltiplicando : ); scanf( %d, &num1); printf ( Inserisci il moltiplicatore : ); scanf( %d,&num2 ); printf( Il prodotto calcolato e\ :%d,num1*num2); system( pause ); return 0; Specificatori di formato % d dati numerici interi % f dati numerici in virgola mobile % c dati formati da un solo carattere % s dati di stringa

18 Elementi di tabulazione All interno delle stringhe di output è possibile aggiungere elementi di tabulazione, che prendono il nome di sequenze di escape. \n : new line \t : tabulazione orizzontale \\: backslash \ : apice singolo \ : doppi apici Esempio: printf( \n Leonardo Pisano, detto il \ Fibonacci \ ); Leonardo Pisano, detto il Fibonacci

19 SEQUENZE DI ESCAPE \ n a capo new line \ t tabulazione tab \ r ritorno a capo della stessa riga carriage return \ doppi apici double quote \\ barra contraria backslash \ b una battuta indietro backspace \ apice singolo single quote \? punto di domanda question mark \ a segnalazione acustica bell \ 0 fine end of string \ f salto pagina form fedd

20 Specificatore di formato %d interi decimale %i interi decimale %c carattere singolo %s stringa di caratteri %o numero ottale %x numero esadecimale %u intero senza segno %f numero reale (float) %lf numero reale (double) %e formato scientifico %% visualizza il carattere %

21 Formati di stampa printf ( %d \n, a); 5 printf ( %15d \n, a); 5 printf ( %015d \n, a); printf ( %f \n, b); printf ( %15.2f \n, b); 3.46 printf ( %10d %15.2f \n, a, b); printf ( %-10d %- \n, a, b); printf ( %s \n, nazione); Italia printf ( %20s \n, nazione); Italia printf ( %-20s \n, nazione); Italia printf ( %-20s %15.2f \n, nazione, b); Italia 3.46

22 ISTRUZIONE IN SEQUENZA E COMMENTI La prima caratteristica di un programma C (e dei linguaggi chiamati imperativi ) è quella di eseguire una istruzione di seguito all altra, nello stesso identico ordine con cui il programmatore le ha scritte. istruzione Questo schema operativo, prende il nome di esecuzione sequenziale, descritto graficamente dallo schema a blocchi della figura. La freccia indica il flusso di esecuzione, cioè la sequenza con cui le istruzioni vengono eseguite. istruzione istruzione Uno specifico linguaggio di programmazione implementa un modo di pensare: il processo di computazione prende anche il nome di paradigma di computazione. Il C rientra tra i linguaggi con paradigma imperativo. continua >

23 ISTRUZIONE IN SEQUENZA E COMMENTI In C l inizio e la fine di una sequenza di istruzioni (blocco o corpo) vengono indicati mediamente parentesi graffe { : corpo = { dichiarazione_variabili lista istruzioni Oltre alle dichiarazioni delle variabili e alla lista delle istruzioni, nel programma è possibile inserire delle righe con la spiegazione delle istruzioni stesse, in modo da renderlo facilmente comprensibile. Tali righe prendono il nome di commenti. In C i commenti possono essere scritti nelle due seguenti modalità: //questa è una riga di commento singola /*questa è una riga di commento che può andare su più righe */

24 DIVISIONE TRA NUMERI INTERI E TRA NUMERI REALI DIVISIONE TRA DUE NUMERI REALI float num1,num2 DIVISIONE TRA DUE NUMERI INTERI int num1,num2 5/2=2,5 5/2=2 9/2=4,5 9/2=4 10/3=3,333 10/3=3 15/4=3,75 15/4=3 20/6=3,333 20/6=3 Nel linguaggio C, se viene eseguita una divisione tra due numeri interi, come risultato si ottiene solo la parte intera del quoziente, mentre si ha il troncamento della eventuale parte decimale. In tabella si vede il risultato ottenuto utilizzando l operatore di divisione / tra due numeri reali (float) con quello ottenuto nel caso in cui i numeri di partenza siano di tipo (int).

25 ESEMPIO #include <stdio.h> #include<stdlib.h> main() { int numero1, numero2, numero3; float numero4; // Leggi i numeri printf("\nintroduci il dividendo :"); scanf ("%d", &numero1); printf("introduci il divisore :"); scanf ("%d", &numero2); // Esegui i calcoli numero3=numero1/numero2; // risultato nella variabile intera numero4=numero1/numero2; // risultato nella variabile reale // Comunica i risultati printf ("\nrisultato nella variabile intera : %d", numero3); printf ("\nrisultato nella variabile reale :%6.2f", numero4); printf("\n\n"); system("pause ); Il risultato contenuto nelle due variabili è identico, è stata troncata la parte decimale.

26 CASTING Si può convertire una variabile da un tipo in un altro: ad esempio, è possibile trasformare una variabile int in una variabile float, questo tipo di operazione prende il nome di casting. La promozione automatica si verifica quando si passa da una variabile inferiore, più piccola come occupazione di spazio di memoria, ad una più grande, e non comporta nessuna perdita di dati. //Promozione da int a float int numero1; float numero2; num1=3; num2=num1; //premozione senza perdita di dati printf( %d %f, num1,num2); La coercizione si verifica si verifica quando si passa da una variabile superiore, cioè più grande come occupazione di spazio di memoria, ad una più piccola, e generalmente comporta una perdita di dati. //Coercizione da float ad int float num1; int num2; num1=3.21; num2=num1; //coercizione con perdita di dati printf( %f %d, num1,num2);

27 OPERATORI ARITMETICI IN C + operatore somma - operatore sottrazione * operatore prodotto / operatore quoziente % operatore modulo = operatore assegnazione a=b*c+d; a=(b+c*(d-e); //espressioni matematiche a=a+b; a+=b; // somma ad a la variabile b a++ ; a=a+1; //incrementa di 1 b--; b=b-1 //decrementa di 1 continua >

28 OPERATORI ARITMETICI IN C Il linguaggio C mette a disposizione del programmatore, oltre ai quattro operatori matematici fondamentali (+, -, *, / ), l operatore %, chiamato operatore modulo: deve essere usato solo su variabili di tipo int e restituisce come valore il resto della divisione. RESTO DELLA DIVISIONE TRA INTERI int num1,num2,num3 DIVISIONE TRA INTERI VERIFICA DEI RISULTATI 5 % 2= 1 5 / 2 = 2 2*2 = 4+1 = 5 9 % 2 = 1 9 / 2 = 4 2*4 = 8+1 = 9 12 % 5 = 2 12 / 5 = 2 5*2 = 10+2 = % 4 = 3 15 / 4 = 3 4*3 = 12+3 = % 6 = 2 20 / 6 = 3 6*3 = 18+2 = % 9 = 5 23 / 9 = 3 9*2 = 18+5 = 23 L operatore % (modulo) non può essere usato su variabili di tipo float e double, ma solo su numeri interi.

29 CALCOLO DELLA SOMMA DI FRAZIONI Una frazione viene di solito rappresentata con: a / b con b diverso da 0 dove: a è il numeratore b è il denominatore Il denominatore b di una frazione deve essere diverso da zero, altrimenti non sono soddisfatte le condizioni di esistenza della frazione

30 TABELLA DI EQUIVALENZA TRA I VARI OPERATORI DI ASSEGNAMENTO ++ incremento unitario x++; x=x+1; -- decremento unitario x--; x=x-1; += incremento x+=y; x=x+y; -= decremento x-=y; x=x-y; *= moltiplicazione x*=y; x=x*y /= divisione x/=y; x=x/y; %= resto della divisione intera x%=y; x=x%y;

31 LA SELEZIONE SEMPLICE L istruzione di selezione semplice permette di far eseguire al calcolatore alcune istruzioni solamente quando il valore di una istruzione di test (o condizione) ha esito positivo (o VERO); nell altro caso, cioè quando il risultato ha valore FALSO, non viene eseguita nessuna istruzione. VERO condizione FALSO istruzione In base al valore della condizione si ha: Condizione VERA si esegue il ramo sinistro e quindi l istruzione; Condizione FALSA si esegue il rampo destro, senza fare nulla. continua

32 OPERATORI DI RELAZIONE E LOGICI operatori di confronto == per uguale > per maggiore < per minore <= per minore uguale >= per maggiore uguale!= per diverso connettivi logici && operazione di congiunzione AND operazione di disgiunzione OR! operazione di negazione NOT

33 LA SELEZIONE SEMPLICE La condizione è una espressione del linguaggio rappresentata da due elementi messi a confronto da un operatore relazionale. Nella tabella alla pagina precedente sono riportati i principali operatori relazionali del linguaggio C. if (condizione) { istruzione; if (condizione) { istruzione;

34 vero Numero=- 1*nuero Esempio: calcolo del valore assoluto di un numero inizio leggi Numero<0 falso Scriviamo un programma che stampa a video il numero letto senza segno: se il numero è negativo lo moltiplica per -1, mentre se è positivo il numero rimane invariato. Il diagramma di flusso è riportato a lato. #include <stdio.h> #include<stdlib.h> main () { int numero; //variabili locali alla funzione main printf( Introduci il numero con segno : ); scanf( %d,&numero); //leggi il numero stampa fine if(numero<0) numero=-1*numero; //esegui il confronto //cambiagli il segno printf( valore assoluto del numero letto : ); //risultato printf( %d,numero); system( pause ); return 0;

35 LA SELEZIONE DOPPIA L istruzione di selezione doppia permette di far eseguire al calcolatore alternativamente alcune istruzioni in base al valore della istruzione di test (o condizione): se l esito è positivo (VERO) si eseguono le istruzioni presenti nel ramo di sinistra, se invece è negativo, cioè quando il risultato ha valore FALSO, si eseguono le istruzioni presenti nel ramo di destra. VERO condizione FALSO istruzione istruzione In base al valore della condizione si ha: Condizione VERA si esegue il ramo sinistro e quindi l istruzione; Condizione FALSA si esegue il rampo destro e quindi l istruzione.

36 LA SELEZIONE DOPPIA La condizione è una espressione del linguaggio rappresentata da due elementi messi a confronto da un operatore relazionale. if (condizione) { Istruzione; else { Istruzione; if (condizione) { istruzione; else { istruzione;

37 esempio: determinare se il numero è positivo o negativo Leggiamo un numero da tastiera e indichiamo se il numero è positivo o negativo. #include <stdio.h> #include<stdlib.h> main () { int numero; //variabili locali alla funzione main printf( Introduci il numero : ); scanf( %d,&numero); //leggi il numero printf( numero inserito: %d,numero) if(numero<0) //confrontalo con 0 printf( \n si tratta si un numero positivo ); else printf( \n si tratta di un numero negativo ); system( pause ); return 0;

38 LA SELEZIONE CON GLI OPERATORI LOGICI &&,, e! La condizione logica è una istruzione che ha come risultato due possibili alternative, VERO o FALSO. Nei linguaggi di programmazione è possibile definire un tipo di variabile dedicata alla memorizzazione di questo tipo di dati, cioè solo dei valori VERO e FALSO (true e false): si tratta delle variabili di tipo bool (o boolean). #include <stdio.h> #include<stdlib.h> main () { bool piove; //variabili locali alla funzione main piove=true; //istruzione della funzione main if(piove) //piove è vero printf( apri l ombrello ); system( pause ); return 0;

39 esempio: due programmi che utilizzano gli operatori logici I due programmi producono gli stessi risultati. #include <stdio.h> #include<stdlib.h> main () { bool piove; //variabili locali alla funzione main piove=true; //istruzione della funzione main if(piove!=false) printf( apri l ombrello ); //piove è vero system( pause ); return 0;

40 esempio: prodotto logico && B A A && B FALSO FALSO FALSO FALSO VERO FALSO VERO FALSO FALSO VERO VERO VERO Tabella della verità che riassume tutte le combinazioni dei valori di ingresso e il corrispondente valore del risultato dell operazione logica. #include <stdio.h> #include<stdlib.h> main () { int anni; //variabili locali alla funzione main printf( quanti anni hai? ); Scanf( %d,&anni); If((anni>10) &&(anni<80)) printf( devi pagare il biglietto ); else printf( hai l ingresso gratuito ); system( pause ); return 0;

41 esempio: somma logica B A A && B FALSO FALSO FALSO FALSO VERO VERO VERO FALSO VERO VERO VERO VERO Tabella della verità che riassume tutte le combinazioni dei valori di ingresso e il corrispondente valore del risultato dell operazione logica. #include <stdio.h> #include<stdlib.h> main () { int anni; //variabili locali alla funzione main printf( quanti anni hai? ); Scanf( %d,&anni); If((anni<10) (anni>80)) printf( hai l ingresso gratuito ); else printf( devi pagare il biglietto ); system( pause ); return 0;

42 LA SELEZIONE CON BLOCCHI DI ISTRUZIONI Blocchi annidati nella istruzione di selezione. Nell istruzione di selezione è possibile far eseguire, all interno di ogni ramo, anche più di una istruzione, come nel diagramma che segue. VERO condizione FALSO istruzione istruzione istruzione istruzione istruzione istruzione In base al valore della condizione si ha: Condizione VERA si esegue il ramo sinistro e quindi l istruzione; Condizione FALSA si esegue il rampo destro e quindi l istruzione.

43 LA SELEZIONE DOPPIA La condizione è una espressione del linguaggio rappresentata da due elementi messi a confronto da un operatore relazionale. if (condizione) { istruzione1; istruzione2; istruzione3; istruzione n ; else { istruzione1; istruzione2; istruzione3; istruzione n ;

44 esempio: ordinamento di due numeri Leggiamo due numeri interi e visualizziamoli sullo schermo dal più piccolo al più grande. #include <stdio.h> #include <stdlib.h> main() { //variabili locali alla funzione main int numero1,numero2; //istruzioni della funzione main printf("inserisci i numeri da ordinare\n"); scanf("%d",&numero1); //inserimento dei numeri da ordinare scanf("%d",&numero2); if(numero1<numero2) //confronto sui numeri { //se condizione vera printf("i numeri sono gia' ordinati. \n"); //visualizzazione numeri in ordine printf("il piu' piccolo e' %d",numero1); //di inserimento printf("\nil piu' grande e' %d",numero2); else //se condizione falsa { //visualizzazione numeri in ordine invertito printf("i numeri sono da ordinare. \n"); printf("il piu' piccolo e' %d",numero2); printf("\nil piu' grande e' %d",numero1); printf("\n\n"); system("pause");

45 esempio: ordinamento di due numeri con scambio Leggiamo due numeri interi e visualizziamoli sullo schermo dal più piccolo al più grande. #include <stdio.h> #include <stdlib.h> main() { // variabili locali alla funzione main int numero1,numero2,tempo; // istruzioni della funzione main printf("inserisci i numeri da ordinare\n"); scanf("%d",&numero1); //inserimento dei numeri da ordinare scanf("%d",&numero2); if(numero1<numero2) //confronto sui numeri printf("i numeri sono gia' ordinati. \n"); else { printf("i numeri sono da ordinare. \n"); tempo=numero1; //i numeri vengono scambiati numero1=numero2; //usando una variabile temporanea numero2=tempo; printf("il piu' piccolo e' %d",numero1); printf("\nil piu' grande e' %d",numero2); printf("\n\n"); system("pause");