IL PROGRAMMA E LE VARIABILI

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1 Modulo A Programmiamo in Pascal UNITÀ DIDATTICA 2 IL PROGRAMMA E LE VARIABILI IN QUESTA UNITÀ IMPAREREMO... come memorizzare i dati nelle variabili come effettuare operazioni su di esse Struttura di un programma Pascal Il linguaggio Pascal richiede precise regole di scrittura, sia per quanto riguarda il programma, sia per quanto attiene alle singole istruzioni che lo compongono (regole sintattiche). È quindi importante capire come è organizzata la struttura di un programma program esempio01bis; uses crt; var nome:string; begin clrscr; nome:='paperino'; writeln('ciao '); writeln('sono il primo programma Pascal'); writeln('scritto da ',nome); end. Tale struttura, come possiamo vedere in figura, si compone di tre parti fondamentali. 1) L intestazione, che è composta da due parole: program esempio02; dove program è una parola riservata del linguaggio, che indica l inizio del programma ed è seguita dal nome del programma scelto dal programmatore. 12

2 Il programma e le variabili Unità 2 2) La parte dichiarativa, che può essere composta da più righe. Nella prima riga viene indicato, nel caso in cui il programma utilizzi al suo interno comandi contenuti in librerie aggiuntive, il nome di tali librerie, mediante la parola riservata uses (crt è la libreria che contiene i comandi per la gestione dello schermo, come ad esempio clrscr, abbreviazione di clear screen, pulisci lo schermo ). Segue quindi la dichiarazione delle variabili che saranno utilizzate nel programma, (vedi paragrafo successivo), definite con la parola riservata var. 3) La terza parte, racchiusa tra begin e end, che è il corpo del programma, dove vengono elencate una per una le istruzioni che devono essere eseguite, una per ogni riga, che devono terminare con ; (punto e virgola). Non è obbligatorio incolonnare in modo particolare le istruzioni, in quanto gli spazi bianchi davanti alle istruzioni stesse vengono ignorati dal compilatore: è comunque una buona abitudine scrivere programmi ordinati per favorire la leggibilità e la comprensione del codice (indentazione). Che cos è una variabile? Una variabile è un area della memoria del calcolatore (collocata nella memoria RAM) destinata a contenere un particolare dato; viene distinta dalle altre aree per mezzo di un nome (identificatore) che il programmatore stabilisce in modo univoco. Per poter utilizzare una variabile bisogna effettuare due operazioni: 1) definirne il nome (l identificatore); 2) definirne la natura (il tipo). Solo successivamente è possibile usarla, cioè assegnarle un valore, leggerlo e modificarlo. Il Pascal richiede che le variabili siano tutte dichiarate in una apposita sezione, all inizio del programma, che prende il nome di var. Definiamo ad esempio tre variabili destinate a contenere numeri interi: var numero1:integer; numero2:integer; totale:integer; // sezione dichiarativa // definizione di una variabile Per semplicità, analizziamo la variabile di una singola riga descrivendola nel dettaglio: identificatore operatore di definizione tipo di variabile fine istruzione numero1 : integer ; 13

3 Modulo A Programmiamo in Pascal dove: numero1 è l identificatore, cioè il nome del contenitore ; integer è la parola riservata che indica il tipo di variabile; ; è il simbolo di fine istruzione. Il Pascal richiede che necessariamente ogni istruzione termini con un punto e virgola. Non si possono avere in memoria due aree con lo stesso nome, in quanto non sarebbero distinguibili tra loro e quindi il calcolatore non saprebbe dove leggere o scrivere il valore che si vuole memorizzare nella variabile. Assegnazione di un valore A questo punto inseriamo un valore in ogni variabile: l istruzione che ci permette di scrivere un dato in una variabile prende il nome di assegnazione e viene scritta nel formato che segue (ha cioè la seguente sintassi): numero1:=23; // assegnazione di un valore a una variabile L istruzione viene letta nel seguente modo, da destra verso sinistra: il numero 23 viene assegnato alla variabile di nome numero1. Il simbolo := è chiamato operatore di assegnazione. Inizializzazione Un particolare tipo di assegnazione è l inizializzazione, che consiste nell assegnare il valore 0 alla variabile, e di solito viene eseguita subito dopo la sua definizione: numero2:=0; // inizializzazione di una variabile Assegnazione di una variabile A una variabile è anche possibile assegnare il valore che è presente in un altra variabile: in questo caso, tale dato viene copiato e quindi, al termine dell operazione, in entrambe le variabili sarà presente lo stesso valore: numero2:=numero1; // assegnazione di una variabile a un altra variabile Assegnazione di un espressione A una variabile inoltre è possibile assegnare il valore risultante dall operazione tra due (o più) numeri (o variabili), come nel successivo esempio: numero1:=23-17; totale :=numero1+numero2; Esistono diversi tipi di variabili, destinate a contenere tipologie differenti di dati. Quelle che utilizzerai sono le seguenti: integer : valori numerici interi compresi tra e ; real : valori numerici reali compresi tra 2. * * ; char : un singolo carattere dell alfabeto; string : una parola o una frase lunga fino a 256 caratteri. 14

4 Il programma e le variabili Unità 2 Esempio 2 Calcolo dell area di un rettangolo Calcoliamo l area di un rettangolo conoscendo i lati A e B. Il codice è il seguente: program area; var latoa:integer; latob:integer; area:integer; begin latoa:10; latob:5; area:=latoa*latob; end. // dichiarazione delle variabili // inizializzazione delle variabili // calcolo dell area Mandandolo in esecuzione non compare nulla sullo schermo: è quindi necessario inserire una istruzione di comunicazione con l utente del risultato. Modifichiamo pertanto il codice inserendo la seguente istruzione dopo il calcolo dell area, in posizione, dove la frase che vogliamo comunicare deve essere compresa tra ' '(apici): writeln('valore dell'area = ',area); Compilando e mandando in esecuzione il programma otteniamo una segnalazione di errore, tipo Fatal Syntax Error: il compilatore confonde l apostrofo con il simbolo di fine frase e quindi riconosce solo la prima parte del messaggio, cioè fino a 'valore dell'. Per poter scrivere un apostrofo all interno di una frase è necessario mettere un doppio apice, come nell istruzione di seguito riportata: writeln('valore dell''area = ',area); A questa istruzione deve essere aggiunto un comando che ferma l esecuzione del programma permettendo di vedere il risultato della elaborazione sullo schermo, altrimenti, una volta eseguita l istruzione end, la finestra di colloquio con l utente viene chiusa automaticamente. Una istruzione adatta a questo scopo (che sarà descritta nella successiva unità didattica) è la seguente: readln; // resta in attesa della digitazione del tasto Invio Ora l esecuzione è corretta e a video compare il seguente risultato: 15

5 Modulo A Programmiamo in Pascal Apri il file esempio02 nella cartella MODULOA della cartella PASCAL del tuo disco C. Modifica il programma in modo da ottenere il seguente output: esercizio04 nella car- Confronta la tua soluzione con quella presente nel file tella MODULOA. Scambiamo il contenuto di due variabili Tra le operazioni che vengono eseguite sulle variabili, una in particolare assume una certa importanza: questa operazione, detta swap, consiste nell effettuare lo scambio del contenuto tra due variabili. Esempio 3 Scambio del contenuto di due variabili Date due variabili di nome variab1 e variab2, contenenti due valori numerici diversi, scriviamo un programma che esegue lo scambio dei numeri che tali variabili contengono. Dobbiamo effettuare lo scambio del contenuto di due variabili. Ad esempio, avendo le due variabili variab1 e variab2 con una situazione come quella rappresentata in figura: variab1 variab2 si vuole ottenere: variab1 variab2 spostando cioè il numero 100 al posto del numero 5. Alla fine delle operazioni, la cella di memoria di nome variab1 conterrà il numero 100, mentre la cella di memoria variab2 dovrà contenere il numero 5. La soluzione sembra immediata: si copia il contenuto della seconda variabile nella prima e quindi si copia il contenuto della prima variabile nella seconda. Per effettuare la copia eseguiamo due istruzioni di assegnazione: variab1:=variab2; variab2:=variab1; 16

6 Il programma e le variabili Unità 2 Di fatto, compiendo tali operazioni, si verifica una situazione indesiderata: in entrambe le variabili, infatti, viene a trovarsi il valore 100, quindi il risultato è errato! Questo accade perché, dopo la prima istruzione, si ottiene la seguente situazione: variab1 variab2 Il valore 100 è ora presente in entrambe le variabili: si è perso cioè irrimediabilmente il valore 5, che era contenuto nella prima variabile. Possiamo risolvere il problema ricorrendo a un analogia idraulico-gastronomica. Supponiamo di avere due bicchieri, uno colmo di acqua e uno colmo di vino, e di volerne scambiare il contenuto: come procediamo? Non esiste di fatto soluzione, a meno di utilizzare un altro bicchiere in cui versare il contenuto di uno dei due per potervi travasare il contenuto dell altro. Questa è la strategia che verrà utilizzata anche per scambiare il contenuto delle variabili. Con il termine strategia si indica l idea che porta alla soluzione di un problema e in base alla quale vengono impostate ed eseguite le singole azioni necessarie per raggiungere tale scopo. La strategia è il punto centrale del lavoro di programmazione, in quanto consente di risolvere un problema e, di conseguenza, scrivere il programma. Introduciamo pertanto una terza variabile utilizzata temporaneamente (che prende il nome di variabile temporanea) per effettuare un operazione di salvataggio intermedio. tempo:=variab1; variab1:=variab2; variab2:=tempo; Il programma completo è il seguente: program swap; var variab1,variab2,tempo:integer; // dichiarazione variabili 3 4 begin variab1:=5; // inizializzazione delle variabili 5 variab2:=100; 6 7 writeln('la variabile variab1 contiene ',variab1); writeln('la variabile variab2 contiene ',variab2); 8 tempo:=variab1; // scambio del contenuto 10 variab1:=variab2; variab2:=tempo; writeln('la variabile variab1 contiene ora ',variab1); writeln('la variabile variab2 contiene ora ',variab2); readln; end. 17

7 Modulo A Programmiamo in Pascal Modifica il programma esempio03 per scambiare tra loro in modo circolare il contenuto di 3 variabili. Confronta la tua soluzione con quella presente nel file esercizio05 nella cartella MODULOA. ABBIAMO IMPARATO CHE... Il programma Pascal è costituito da tre sezioni: l intestazione; la sezione dichiarativa; il corpo del programma. Nella sezione dichiarativa sono elencate le variabili che verranno utilizzate; il loro identificatore (scelto a piacere dal programmatore) è associato a una parola riservata che specifica il tipo di dato che sono destinate a contenere (numeri interi, reali ecc.) Assegnare un valore a una variabile significa scrivere in essa un valore: questa operazione può essere effettuata: in modo diretto: variabile:=23; in modo indiretto: variabile1:=variabile2; mediante una espressione: variabile1:=variabile2+23. La soluzione di un problema richiede spesso l individuazione della strategia risolutiva, cioè dell idea che consente di arrivare alla scrittura dell algoritmo. 18

8 Il programma e le variabili Unità 2 Esercizi a scelta multipla VERIFICHIAMO LE CONOSCENZE 1. Qual è il numero minimo di variabili temporanee necessarie per scambiare due dati tra di loro? a una c tre b due d dipende dal valore dei dati 2. Quale tra le seguenti assegnazioni è errata? a b c d variab1:=10 variab_1:=10 10:=variab1 variab1:=variab Quando è possibile sottrarre due variabili? a b c d sempre solo se la prima variabile è di tipo integer solo se sono entrambe dello stesso tipo solo se sono entrambe numeriche 4. Qual è il contenuto delle due variabili? variab1:=10; variab2:=3; variab1:=variab2; variab2:=variab1; a b c d Problemi Quali risultati dà questo codice? variab1:=2; variab1:=variab1+10; a errore c 10 b 2 d Quale tra le seguenti istruzioni è errata? a b c d variab1:=10 10:=variab1 variab1:=variab1-10 variab1:=10+variab2 7. Quali risultati dà questo codice? variab1:=0; variab1:=variab1+1; variab1:=variab1+1; variab1:=variab1+1; a 0 c 2 b 1 d 3 8. Qual è il contenuto di variab1? variab1:='topo'; variab2:='lino'; variab1:=variab1+variab2; a errore b topolino VERIFICHIAMO LE COMPETENZE 1. Data l area di una circonferenza, calcolane il perimetro. c topo d lino 2. Avendo il saldo del conto corrente in euro, calcolalo in lire e in dollari (in base al valore odierno del cambio). 3. Dati i valori dell ipotenusa e di un cateto di un triangolo rettangolo, calcola la lunghezza dell altro cateto, il perimetro e l area del triangolo. 4. Dati i valori del lato obliquo e dell altezza di un triangolo isoscele, calcola il perimetro e l area del triangolo. 5. Dati 4 valori contenuti in altrettante variabili (nord-est-sud-ovest) effettua, utilizzando una sola variabile temporanea, lo scambio incrociato (nord-sud, est-ovest). 1