Lezione 2. Fondamenti di Informatica-Modulo Fondamenti di Programmazione

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1 1 Lezione 2

2 2 Cosa è Java Linguaggio di programmazione familiare Simile a C e C++ Linguaggio di programmazione orientato a oggetti Facile da modificare e altamente riutilizzabile Linguaggio robusto Restrizioni per evitare che le applicazioni generino errori Linguaggio ad alte prestazioni Strumenti per la gestione di più processi Linguaggio portabile Applicazioni eseguibili su Windows, Linux o MacOS Linguaggio semplice Pochi strumenti base e molte librerie

3 3 Compilatori tradizionali compilatore Windows codice eseguibile Windows codice sorgente compilatore Linux codice eseguibile Linux compilatore MacOS codice eseguibile MacOS

4 4 Compilatore Java compilatore Windows interprete bytecode Windows codice sorgente compilatore Linux Java bytecode interprete bytecode Linux compilatore MacOS interprete bytecode MacOS

5 5 Programmazione Conce& base: da istruzioni Da-: variabili -pi Istruzioni: istruzioni base stru8ure di controllo so8o- programmi

6 6 Variabili e tipi Variabile: Tipo: locazione di memoria a cui è dato un nome con cui chiamarla ed u-lizzarla programmatore usa il nome senza necessariamente sapere che esso faccia riferimento ad una locazione di memoria ogni variabile ha un -po che indica che genere di da- la variabile può contenere una variabile può contenere da- di -po intero (ad es., 15 o 2038), oppure da- di -po cara8ere (ad es., a o ) oppure da- di -po stringa (ad es., java o pascal )

7 7 Istruzioni base Assegnazioni ed espressioni: comandi per leggere e scrivere da- in una variabile e per fare calcoli esempio: interest = amount * 0.07;! Input/Output: comandi per ricevere da- dall utente o da un file su disco e comandi per inviare da- nell altra direzione

8 8 Strutture di controllo Un programma è una sequenza di istruzioni Il calcolatore esegue le istruzioni nell ordine in cui esse appaiono, una dopo l altra molto limitato Le stru8ure di controllo sono istruzioni speciali che consentono di modificare il normale flusso di istruzioni Due -pi base di stru8ure di controllo cicli perme8ono di ripetere una sequenza di istruzioni diramazioni perme8ono di decidere tra due o più diverse alterna-ve di proseguimento

9 9 Sotto- programmi I programmi sono spesso abbastanza complessi da dover essere scompos- in pezzi più maneggevoli Un so8o- programma consiste di istruzioni per svolgere un certo compito raggruppate insieme in un unità a cui è dato un nome il nome può essere usato come sos-tuto dell intero insieme di istruzioni Esempio uno dei compi- del programma consiste nel disegnare un re8angolo sullo schermo scrivere le necessarie istruzioni e raggrupparle in un so8o- programma di nome drawrect ogni volta che il programma deve disegnare un re8angolo, lo può fare con una semplice istruzione: drawrect(); Vantaggi: risparmio di scri8ura, organizzazione, riu-lizzo

10 10 Che cosa è una variabile? Una locazione in cui memorizzare da- ed a cui è assegnato un nome un contenitore di da- Può contenere un solo -po di da- per esempio, solo numeri interi, solo numeri reali oppure solo cara8eri

11 11 Creazione di variabili Tu8e le variabili devono essere dichiarate prima di poterle u-lizzare Una dichiarazione di variabile associa un nome alle locazioni di memoria ad essa corrisponden- e specifica il -po di da- che la variabile conterrà: Tipo Variabile_1, Variabile_2, ; Per esempio, per creare tre variabili che memorizzino il numero di ces-, il numero di uova per cesto ed il numero totale di uova: int numberofbaskets, eggsperbasket, totaleggs;

12 12 Nomi di variabili: identificatori Regole - devono essere rispe8ate Regole di programmazione - dovrebbero essere rispe8ate tu* gli iden-ficatori Java devono obbedire alle stesse regole non devono cominciare con una cifra devono contenere solo numeri, le8ere, simboli _ e $ (ma è meglio evitare $, in quanto è riservato per scopi par-colari) sono sensibili alle maiuscole (ThisName e thisname sono due diversi nomi di variabili) usare sempre nomi che abbiano un significato (ad esempio, eggsperbasket invece di n o di count) iniziare i nomi di variabile con una le8era minuscola iniziare le parole interne al nome con una le8era maiuscola (meglio eggsperbasket di eggsperbasket) evitare di usare $ in quanto è riservato a scopi par-colari

13 13 Due tipi di tipi di dati in Java primi-vi classi I -pi più semplici Più complessi Non possono essere decomposin altri -pi Compos- di altri -pi (primi-vi o classi) Contengono solo valori Contengono sia da- che metodi Esempi: int - intero double - reale char - carattere Esempio: Integer String

14 14 Tipi di Dati Primitivi Nome Tipo di valore Memoria usata Insieme di valori byte intero 1 byte da -128 a 127 short intero 2 byte da a int intero 4 byte da -2,147,483,648 a 2,147,483,647 long intero 8 byte da -9,223,372,036,854,775,808 a 9,223,374,036,854,775,808 float reale 4 byte da +/ x a +/ x 0-45 double reale 8 byte da +/ x a +/ x char carattere (Unicode) 2 byte tutti i caratteri Unicode boolean true oppure false 1 bit

15 15 Quali sapere per ora int! semplicemente numeri interi possono essere posi-vi e nega-vi double! numeri reali, sia posi-vi che nega-vi ha un punto decimale (parte frazionaria) nessun punto decimale due forma- char! numero con punto decimale, a.e semplicemente un singolo cara8ere u-lizza le virgole8e singole notazione e o scien-fica, a.e e2, che significa x 10 2 per esempio, `A`;

16 16 Assegnare valori alle variabili Istruzione di assegnazione variabile = espressione; esempio: answer = 42; Operatore di assegnazione: = non lo stesso dell algebra significa: assegna il valore dell espressione alla destra del segno di uguale alla variabile alla sinistra. se numberofcards ha il valore 7 e handicap ha il valore 2, allora la seguente istruzione imposta il valore di score a 9: score = numberofcards + handicap; La variabile può apparire in entrambi i la-: int count = 10; count = count - 1; nuovo valore di count = 10-1 = 9

17 17 Assegnare valori iniziali alle variabili I valori iniziali possono o meno essere assegna- quando le variabili sono dichiarate: oppure int totaleggs, numberofbaskets, eggsperbasket; int totaleggs = 0; int numberofbaskets = 0; int eggsperbasket = 0; Suggerimento: è una buona regola di programmazione inizializzare sempre le variabili.

18 18 Cambiare il valore di una variabile Generalmente il valore viene cambiato (è assegnato un valore diverso) in qualche parte del programma Può essere calcolato a par-re da altri valori: totaleggs = numberofbaskets * eggsperbasket; Oppure può essere le8o in input vedremo più avan-

19 19 Operatori di assegnazione specializzati Un abbreviazione per eseguire un operazione ed assegnare un nuovo valore ad una variabile Forma generale: var <op>= expression; equivalente a: var = var <op> (expression); <op> è +, -, *, /, or % Esempi: amount += 5; //amount = amount + 5; amount *= 1 + interestrate; //amount = amount * (1 + interestrate); La parte destra è tra8ata come una singola unità (come se vi fossero delle parentesi)

20 20 Costanti Le costanti sono simili alle variabili, ma possono contenere un solo valore per tutta la durata della loro esistenza. In Java si dichiarano le costanti premettendo la parola chiave final. E convenzione usare lettere maiuscole. Es.: final int NUMERO_MASSIMO_POSTI = 427 E buona pratica usare costanti invece di valori numerici (letterali) perche si evita di modificarli inavvertitamente.

21 21 Valore di ritorno Le espressioni ritornano valori: il numero prodo8o da un espressione è il valore di ritorno int numberofbaskets, eggsperbasket, totaleggs; numberofbaskets = 5; eggsperbasket = 8; totaleggs = numberofbaskets * eggsperbasket; nell ul-ma linea numberofbaskets ritorna il valore 5 e eggsperbasket ritorna il valore 8 numberofbaskets * eggsperbasket è un espressione che ritorna il valore intero 40

22 22 Conversione di tipo La conversione di -po cambia il -po di dato di un valore Non è possibile assegnare un valore di un -po ad una variabile di un -po diverso, a meno che non lo si converta in modo da coincidere con il -po della variabile La conversione di -po modifica solo il -po del valore di ritorno, non il -po della variabile ad esempio: double x;! int n = 5;! x = n;! poiché n è un int ed x è un double, il valore ritornato da n (non n) deve essere conver-to in un double prima di essere assegnato ad x!

23 23 Conversione implicita La conversione di -po è eseguita implicitamente (in modo automa-co) quando un -po più basso viene assegnato ad un -po più alto secondo la seguente gerarchia: byte - - > short - - > int - - > long - - > float - - > double! Ad esempio: double x; int n = 5; x = n; il valore di ritorno di n è conver-to (in modo implicito) in un double, e quindi assegnato ad x x con-ene 5.0 il -po di dato della variabile n è invariato (ovvero ancora int)

24 24 Ancora conversione implicita Alcune espressioni includono valori di -po diverso Tu& i valori sono automa-camente (in modo implicito) fa& avanzare al livello più alto prima di eseguire il calcolo del valore di ritorno Ad esempio: double a; int n = 2; float x = 5.1; double y = 1.33; a = (n * x)/y; i valori di n ed x sono automa-camente conver-- al -po double prima di eseguire la mol-plicazione e la divisione

25 25 Conversione esplicita La conversione esplicita è necessaria in tu& i casi non coper- da quella implicta Ad esempio: int points; double distance = 9.0; points = distance; l ul-ma istruzione è illegale (anche se la parte frazionaria è 0) Porre di fronte al valore il cui -po deve essere conver-to il nuovo -po tra parentesi: points = (int)distance; quest istruzione è legale

26 26 Troncamento Conversione da reale ad intero non arrotonda, ma tronca la parte frazionaria viene semplicemente ignorata Ad esempio: int numberofdollars; double dinnerbill = 26.99; numberofdollars = (int) dinnerbill; il valore di numberofdollars è ora 26

27 27 Divisione reale e divisione intera Se almeno uno dei valori che occorrono nella divisione è di -po float o double, allora non si ha nessun troncamento (tu& i valori sono conver-- al -po più alto) Il troncamento si verifica se tu* i valori sono interi Ad esempio: int a = 4, b =5, c; double x = 1.5, y; y = b/x; c = b/a; il valore di y è mentre quello di c è 1

28 28 Caratteri come interi Il -po di da- char memorizza un singolo cara8ere stampabile Ad esempio: char answer = `y`; I cara8eri sono in realtà memorizza- come interi secondo un codice speciale ogni cara8ere stampabile (le8era, cifra, segno di interpunzione, spazio e tabulazione) ha associato un codice intero dis-nto i codici sono dis-n- a seconda delle maiuscole o delle minuscole ad esempio, 97 potrebbe essere il codice di a e 65 quello di A ASCII e Unicode sono due codici molto frequen- Unicode include tu& i codici ASCII più altri codici per linguaggi con alfabeto diverso da quello italiano Java usa Unicode

29 29 Conversione di carattere in intero La conversione di un valore di -po char produce il suo codice Unicode Ad esempio, eseguendo le seguen- istruzioni char answer = `7`; int intanswer = answer; il valore di intanswer sarebbe 55 (non 7) in quanto 55 è il codice Unicode del cara8ere 7

30 30 Imprecisione di numeri in virgola mobile I calcolatori memorizzano i numeri u-lizzando un numero fissato di bit, per cui non tu& i numeri reali possono essere codifica- in modo esa8o un numero infinito di bit sarebbe richiesto per rappresentare in modo esa8o ogni numero reale ad esempio, se il calcolatore può rappresentare solo 10 cifre dopo il punto decimale, allora il numero reale 1/3= sarebbe memorizzato come (che non è esa8amente 1/3) Gli interi, al contrario, sono memorizza- in modo esa8o se il valore 2 è assegnato ad una variabile di -po int, il suo valore è esa8amente 2

31 31 L operatore di modulo: % Usato con i -pi interi a%b res-tuisce il resto della divisione di b per a Ad esempio: int a = 14; b = 4, c; c = a%b; c ora ha il valore 2, che è il reso della divisione di 14 per 4 Ha molte applicazioni consente di contare modulo 2, 3 o qualsiasi altro numero consente di dis-nguere numeri pari da numeri dispari consente di eseguire un operazione solo in corrispondenza dei mul-pli di un dato numero

32 32 Precedenze e parentesi Le espressioni Java soddisfano regole simili all algebra dei numeri reali Si usano le parentesi per forzare la precedenza Tranne i casi in cui la precedenza è corre8a ed ovvia, conviene usare le parentesi per facilitare la le8ura dell espressione Espressioni matematiche Espressione Java (forma preferita) Espressione Java con tutte le parentesi rate 2 + delta rate*rate + delta (rate*rate) + delta 2(salary + bonus) 2 * (salary + bonus) 2 * (salary + bonus) time 1 + 3mass 1/(time + 3 * mass) 1/(time + (3 * mass)) a - 7 t + 9v (a - 7) / (t + 9 * v) (a - 7) / (t +( 9 * v))

33 Operatori di incremento e decremento 33 U-lizza- per aumentare o diminuire il valore di una variabile di 1 Incremento ++ Decremento - - ad esempio, count++;! ad esempio, count--;! La variabile può essere incrementata (o decrementata) prima o dopo aver usato il suo valore a8uale. Ad esempio, dopo int count=5; int n = 2*(++count); int m = 2*(count++); sia n che m hanno il valore 12, mentre count ha il valore 7