Fondamenti di Informatica (lettere

Transcript

1 Struttura di un prgramma C++ Fndamenti di Infrmatica (lettere J-Z) C++: Strutture di Cntrll Prf. Francesc L Presti direttive direttivedel del preprcessre dichiarazini main ( () ) dichiarazini istruzini istruzini funzine1 funzine1 funzine funzinenn C++: Strutture di Cntrll 2 Istruzini e Strutture di Cntrll Istruzini Semplici Le istruzini esprimn azini che, una vlta eseguite, cmprtan una mdica permanente dell stat ern del prgramma Le strutture di cntrll permettn di aggregare istruzini semplici in istruzini più cmplesse Un istruzine C++ ha la seguente frma: istruzine = istruzine semplice istruzine = istruzine di dicntrll C++: Strutture di Cntrll 3 Qualsiasi espressine seguita da un punt e virgla è una istruzine semplice istruzine semplice = espressine; Esempi x = y=y+x; k++; k++; 3; 3; /* /* nn nn fa fa nulla nulla */ */ ;; /* /* istruz. vuta */ */ C++: Strutture di Cntrll 4

2 Istruzini di Cntrll Una istruzine di cntrll può essere: 1. una istruzine cmpsta (blcc) 2. una istruzine cndizinale (selezine) 3. una istruzine di iterazine (cicl) Le istruzini di cntrll sn alla base della prgrammazine strutturata (Dijkstra,, 1969) Prgrammazine Strutturata Obiettiv: : rendere piu face la lettura dei prgrammi (e quindi la lr mdica e manutenzine) Ablizine di salti incndizinati (gt) nel fluss di cntrll La parte di esecuzine di un prgramma è ttenuta dalla cmbinazine di istruzini elementari tramite regle di cmpsizine (strutture di cntrll) C++: Strutture di Cntrll 5 C++: Strutture di Cntrll 6 Strutture di Cntrll Cncetti chiave: cncatenazine cmpsizine BLOCCO istruzini eseguite in sequenza istruzine cndizinale SELEZIONE ramica fluss di cntrll in base al valre ver fals di una espressine ( ( cndizine di scelta ) ripetizine iterazine CICLO esegue ripetutamente un istruzine finché rimane vera una espressine ( ( cndizine di iterazine ) Bhm e Jacpini (1966): queste tre strutture di cntrll sn sufficienti per definire tutte le funzini cmputabi C++: Strutture di Cntrll 7 Blcc Sassi blcc = [dichiarazini e e definizini] istruzine 11 istruzine nn istruzine 1 istruzine 2 istruzine n C++: Strutture di Cntrll 8

3 Esempi di Blcc Istruzini Cndizinali istream> istream> x, x, y; y; due due numeri numeri x y; y; x+y; x+y; istruzine 1 istruzine 2 istruzine n Sassi alternativa alternativa selezine = scelta scelta scelta sceltamultipla Struttura di cntrll che ramica fluss di esecuzine in base al valre ver fals di una espressine blean ( cndizine di scelta ) valre divers uguale a zer di una espressine era cme in C Vedrem sl l istruzine l di scelta semplice Evitare di rdurre l istruzine l break L istruzine di scelta multipla switch può essere realizzata cmbinand più istruzini di scelta semplici C++: Strutture di Cntrll 9 C++: Strutture di Cntrll 10 Istruzine di Scelta: : ver cndizine fals Esempi: Sassi scelta scelta = (( cndizine )) istruzine [ istruzine ] La parte e e pzinale istruzine ver istruzine cndizine istruzine fals istream> istream> (>=18) (>=18) ver >=18 Prmss Prmss Prmss fals C++: Strutture di Cntrll 11 C++: Strutture di Cntrll 12

4 Esempi: / Esempi: / istream> istream> (>=18) (>=18) ver fals >=18 Prmss Prmss Bcciat Bcciat Prmss Bcciat C++: Strutture di Cntrll 13 istream> istream> (>=18) (>=18) Prmss Prmss Bcciat Bcciat Mi Mi spiace spiace ver fals >=18 Bcciat Prmss Mi spiace C++: Strutture di Cntrll 14 Esempi: / annidati Il Prblema dell Sspes istream> istream> (>=18) (>=18) Prmss Prmss (>=10) (>=10) Insufficiente Insufficiente Grav. Grav. Insuff. Insuff. ver fals >=18 ver fals >=10 Insuff. Grav. Ins. Prmss Csa appare sull scherm? 1. =19 2. =15 3. =28 (>=18) (>=18) (>27) (>27) Mlt Mlt bene! bene! Insufficiente Insufficiente C++: Strutture di Cntrll 15 C++: Strutture di Cntrll 16

5 Il Prblema dell Sspes Il Prblema dell Sspes La clausla si rerisce sempre all enunciat piu vi L indentazine trae in ingann Il cmpatre ignra gli spazi (>=18) (>=18) (>27) (>27) Mlt Mlt bene! bene! Insufficiente Insufficiente Cme si rislve? (>=18) (>=18) (>27) (>27) Mlt Mlt bene! bene! Insufficiente Insufficiente C++: Strutture di Cntrll 17 Racchiudend secnd tra parentesi graffe (>=18) (>=18) (>27) (>27) Mlt Mlt bene! bene! Insufficiente Insufficiente Suggeriment Racchiudere cmunque istruzine e istruzine tra parantesi graffe (cndizine) istruzine [[ istruzine ]] C++: Strutture di Cntrll 18 Operatri Relazinali Le cndizini dell enunciat enunciat sn mlt spess dei cnfrnti tra due espressini (x+y>=18) Gli peratri di cnfrnt si chiaman peratri relazinali Operatre > = C++ > >= =!= == Esempi x>y xy x>=y x=y x!=y x==y Descrizine x maggire di y x minre di y x maggire uguale ad y x minre uguale ad y x divers da y x uguale ad y C++: Strutture di Cntrll 19 Operatri Relazinali: Stringhe E pssibe cnfrntare tra lr stringhe, =,==, >=, > string nme; (nme cia ) Ordinament lessicgrafic (del dizinari) C++: Strutture di Cntrll 20

6 Ordinament Lessicgrafic La stringa nulla è minre di qualsiasi stringa nn nulla Si cnfrntan le stringhe carattere per carattere 1. i= 2. se a è terminata (nn ha i caratteri) la cndizine è vera 3. se b è terminata la cndizine è falsa 4. se carattere i-esim i di a è minre del carattere i-esim i di b allra la cndizine è vera l rdinament dei caratteri dipende dal cdice ASCII 5. altrimenti se carattere i-esim i di a è maggire del carattere i-esim i di b allra la cndizine è falsa 6. altrimenti (vver se i caratteri i-esimi i di a e b sn uguali) incrementa i. vai al pass 2 string a,b; (ab) 03AZbr C++: Strutture di Cntrll 21 Ordinament Lessicgrafic Esempi c a r c a r g Z z c a t c a r g > C++: Strutture di Cntrll 22 Il Tip di Dati Blean Esempi Il risultat di un peratre relazinale è un di tip bl (ver) e (fals) C++ rduce (rispett al C) tip bl Due valri: e In generale cndizine = espressine bleana espressine bleana espressine che assume valre ma in C++ vale anche (per cmpatibità cn C cndizine = espressine era/duble cndizine è vera se l espressine l è nn nulla C++: Strutture di Cntrll 23 L us di variabi bleane rende piu leggibe cdice (>=18) // // se se prmss Prmss // // altrimenti è bcciat Bcciat bl bl prmss=>=18; (prmss==) Prmss Bcciat bl bl prmss=>=18; (prmss) Prmss Bcciat C++: Strutture di Cntrll 24

7 Gli Operatri Bleani Lgici Gli Operatri Bleani Lgici Gli peratri bleani lgici servn a svlgere perazini (lgiche) su valri bleani Permettn di cmbinare cndizini/espressini bleane Operatre AND OR NOT C++ && (>=16 && && 18) Prva PrvaOrale! Esempi x>5 && y0 x>5 y0!(x>5) Descrizine se x>5 e y0 se x>5 se y0 se x>5 è && (AND lgic) La cndizine è vera se e sl se entrambe le cndizini sn vere (OR lgic) La cndizine è vera se e sl se almen una è vera! (NOT lgic) Inverte valre della cndizine bleana cnd1 cnd1 cnd2 cnd2 cnd cnd1 && cnd2 cnd1 cnd2!cnd C++: Strutture di Cntrll 25 C++: Strutture di Cntrll 26 Gli Operatri Bleani Lgici Gli Operatri Bleani Lgici Piu peratri bleani pssn essere usati in un unica unica espressine (!(y=10) x>5 x>5 && && z>30 && && z100) La valutazine viene fatta da sinistra a destra, cn le seguenti precedenze tra peratri 1- NOT, 2-2 AND, 3-3 OR La cndizine precedente è vera quand: y>10 y>10 se se x>5, x>5, z>30 e z100 L rdine pu cmunque essere alterat dalle parentesi tnde ((!(y=10) x>5) x>5) && && z>30 && && z100) La cndizine ra è vera quand: La valutazine di un espressine cn peratri bleani viene effettuata cn una strategia detta valutazine pigra La valutazine termina appena risultat è nt Esempi 1. cnd1 && cnd2 Se cnd1 è cnd1 && cnd2 è Nn serve valutare cnd2 Se cnd1 è dev valutare anche cnd2 2. cnd1 cnd2 Se cnd1 è cnd1 cnd2 è Nn serve valutare cnd2 Se cnd1 è dev valutare anche cnd2 y>10 y>10 x>5 x>5 e z>30 e z100 C++: Strutture di Cntrll 27 C++: Strutture di Cntrll 28

8 Leggi di De Mrgan Stabiscn l equivalenza l tra cndizini bleane NOT (cnd1 AND cnd2) = NOT cnd1 OR NOT cnd2 NOT (cnd1 OR cnd2) = NOT cnd1 AND NOT cnd2 Permettn di semplicare espressini Miglirandne la leggibità Esempi NOT (y>10 AND y 30) y NOT (y>5 (y>5 OR OR x 0) x NOT y>10 y>10 OR OR NOT y NOT y>5 y>5 AND NOT x 0x x 0 Vericare i Dati in input (e ) ) sn ggetti di tip stream l stat dell stream può essere testat tramite metd fa( ( ) ((.fa( )))) fa( ( ) restituisce se l stream nn è in un stat di errre nn ci sn state perazini che hann dat errre se l stream è in stat di errre ci sn state perazini che hann generat un errre Esempi: lettere inserite in ingress quand ci si aspetta un valre numeric y 10 OR OR y>30 y 5 y 5 5 AND x>0 x>0 C++: Strutture di Cntrll 29 C++: Strutture di Cntrll 30 Esempi istream> istream> istream> istream> Esempi string> string> string> string> cmath> cmath> cmath> cmath> Versine più main( main( ) ) pulita duble duble main( main( ) ) cndizine= cndizine= duble duble "Please "Please enter enter the the area area f f a a square: square: "; "; "Please "Please enter enter the the area area f f a a square: square: "; "; (.fa( (.fa( )) )) (.fa( (.fa( )) )) "Errr: "Errr: Bad Bad input\n"; input\n"; "Errr: "Errr: Bad Bad input\n"; input\n"; cndizine= cndizine= (area (area 0) 0) (area (area 0) 0) "Errr: "Errr: Negative Negative area.\n"; area.\n"; "Errr: "Errr: Negative Negative area.\n"; area.\n"; cndizine= cndizine= "The "The side side length length is is " " sqrt(area) sqrt(area) "\n"; "\n"; "The "The side side length length is is " " sqrt(area) sqrt(area) "\n"; "\n"; cndizine; cndizine; C++: Strutture di Cntrll 31 C++: Strutture di Cntrll 32

9 Vericare i Dati in input Il C++ permette di fare csestrane strane eredità del C ; ; i; i; sn espressini che hann un valre nn null se l stream nn è in un stat di errre altrimenti hann valre null Vericare i Dati in input (.fa( (.fa( )) )) "Errr: "Errr: Bad Bad input\n"; input\n"; (area (area 0) 0) "Errr: "Errr: Negative Negative area.\n"; area.\n"; "The "The side side length length is is " " sqrt(area) sqrt(area) "\n"; "\n"; ( ( area area ) ) (area (area 0) 0) "Errr: "Errr: Negative Negative area.\n"; area.\n"; "The "The side side length length is is " " sqrt(area) sqrt(area) "\n"; "\n"; "Errr: "Errr: Bad Bad input\n"; input\n"; C++: Strutture di Cntrll 33 C++: Strutture di Cntrll 34 Istruzine di Iterazine Istruzine whe Sassi Sassi istr. istr. di di iterazine = istr. istr. whe whe istr. istr. fr fr istr. istr. d-whe Struttura di cntrll per eseguire piu vlte la stessa istruzine, blcc, scelta, C++: Strutture di Cntrll 35 istr. istr. whe whe = whe (cndizine) istruzine L istruzine viene eseguita finche la cndizine rimane vera Pu essere eseguita 0 piu vlte cfr.. cn d-whe Infinite vlte se la cndizine è sempre vera!! ver istruzine cndizine fals C++: Strutture di Cntrll 36

10 Esempi: Iterazine Cntrllata da Cntatre Una classe di 10 studenti ha sstenut un test. Inserire i vti (cmpresi da 0 a 100) e calclare la media. Esempi Dal Pseudcdice al cdice Dichiarare variabi e inizializzarle Dichiara Variabi ttale, cntatre, e media ttale=0 cntatre=0 Inizializzazine Inizializzazine whe cntatre10? Prcessament Termine Prcessament Termine Inserire i 10 valri Calclare la media richiedi smma a ttale incrementa cntatre Media=ttale/10 C++: Strutture di Cntrll 37 Stampa la media Stampa la media C++: Strutture di Cntrll 38 Esempi Dal Pseudcdice al cdice whe cntatre10 richiedi smma a ttale incrementa cntatre ver richiedi smma a ttale incrementa cntatre cntatre10 fals C++: Strutture di Cntrll 39 Dichiara Variabi ttale, cntatre, e media ver richiedi Smma a ttale Incrementa cntatre ttale=0 cntatre=0 cntatre10 Media=ttale/10 Stampa la media fals Esempi istream> istream> ttale=0, ttale=0, cntatre=0, cntatre=0, duble duble media; media; whe(cntatre10) whe(cntatre10) ttale=ttale+ ttale=ttale+ cntatre=cntatre+ cntatre=cntatre+ media=ttale/10. media=ttale/10. La La media media è è media; media; C++: Strutture di Cntrll 40

11 Iterazine Cntrllata da un Cntatre Esempi: Iterazne Cntrllata da un Valre Sentinella 1. Una variabe di cntrll 1. Cntrllre di cicl 2. Valre iniziale della variabe 3. La cndizine di cntinuazine di cicl Verica se si è raggiunt valre finale 4. L increment ( decrement) che mdica cntatre istream> istream> ttale=0, ttale=0, cntatre=0, cntatre=0, duble duble media; media; whe(cntatre10) whe(cntatre10) ttale=ttale+ ttale=ttale+ cntatre=cntatre+ cntatre=cntatre+ media=ttale/10. media=ttale/10. La La media media è è media; media; C++: Strutture di Cntrll 41 Una classe ha sstenut un test. Inserire i vti (cmpresi da 0 a 100) e calclare la media. Prblema: numer di studenti nn nt Valre Sentinella Indica la fine dei dati Iterazine finisce quand in ingress viene inserit valre sentinella Sentinella deve essere scelta in md da nn essere cnfusa -11 in quest cas C++: Strutture di Cntrll 42 Esempi Dal Pseudcdice al cdice Inizializzazine Prcessament Termine Dichiarare variabi e inizializzarle Inserire i valri se sn stati inseriti dei vti calcla la media stampa media altrimenti stampa messaggi Dichiara Variabi ttale, cntatre, e media ttale=0 cntatre=0 inserire whe sentinella smma a ttale incrementa cntatre inserire prssim se cntatre>0 media=ttale/cntatre stampa media C++: Strutture stampa di messaggi Cntrll 43 Esempi Dichiara Variabi ttale, cntatre, e media ttale=0 cntatre=0 inserire whe sentinella smma a ttale incrementa cntatre inserire prssim se cntatre>0 media=ttale/cntatre stampa media stampa messaggi Cndizine Cndizine di di Cntinuazine Cntinuazine cn cn Valre Valre Sentinella Sentinella istream> istream> ttale=0, cntatre=0, ttale=0, cntatre=0, duble media; duble media; whe(!=-1) whe(!=-1) ttale=ttale+ ttale=ttale+ cntatre=cntatre+ cntatre=cntatre+ (cntatre>0) (cntatre>0) media=(duble) ttale/cntatre; media=(duble) ttale/cntatre; La media è media La media è media Nn è stat inserit alcun valre Nn è stat inserit alcun valre C++: Strutture di Cntrll 44

12 Esempi: Alternative Esempi: Alternative Variabe bleana per test di fine iterazine e whe( whe(!=-1)!=-1) ttale=ttale+ ttale=ttale+ cntatre=cntatre+ cntatre=cntatre+ bl bl finit; finit; finit===- finit===- whe(!finit) whe(!finit) ttale=ttale+ ttale=ttale+ cntatre=cntatre+ cntatre=cntatre+ finit===- finit===- Eliminare l input l prima del whe whe( whe(!=-1)!=-1) ttale=ttale+ ttale=ttale+ cntatre=cntatre+ cntatre=cntatre+ bl bl finit=; finit=; whe(!finit) whe(!finit) finit===- finit===- ( (!finit)!finit) ttale=ttale+ ttale=ttale+ cntatre=cntatre+ cntatre=cntatre+ C++: Strutture di Cntrll 45 C++: Strutture di Cntrll 46 Operatri di Assegnazine Operatri di Increment e Decrement Istruzini del tip ttal=ttal+ quarters * 0.25; Pssn essere riscritte cme ttal+=quarters * 0.25; In generale nmevariabe = nmevariabe p p espressine; pu essere riscritt cme nmevariabe p p = espressine; p> = +,-,*,/,%,*,/,% Esempi x=x-5; x-=5; Operatre di Increment (++) Incrementa una variabe di 1 x++; x++; Operatre di Decrement (--( --) Decrementa una variabe di 1 x--; x--; x+= x-= x=x+ x=x- x=x-(5+z); x-=5+z; C++: Strutture di Cntrll 47 C++: Strutture di Cntrll 48 x-=5+z;

13 Operatri di Increment e Decrement Esempi Pstincrement variabe++ Il valre della variabe viene incrementat dp della valutazine dell espressine espressine in cui appare la variabe Operatre ++ segue la variabe y=x; y=x; y=x++; x=x+ Preincrement ++variabe Il valre della variabe viene incrementat prima della valutazine dell espressine espressine in cui appare la variabe Operatre ++ precede la variabe y=++x; x=x+ y=x; Assegnament Cmpatt e Operatre di Increment bl bl finit=; finit=; whe(!finit) whe(!finit) finit===- finit===- ( (!finit)!finit) ttale=ttale+ ttale=ttale+ cntatre=cntatre+ cntatre=cntatre+ bl bl finit=; finit=; whe(!finit) whe(!finit) finit===- finit===- ( (!finit)!finit) ttale+= ttale+= cntatre++; cntatre++; y=x; C++: Strutture di Cntrll 49 C++: Strutture di Cntrll 50 Esempi: Calcl del Massim Istruzine d-whe Sassi istream> istream> whe whe ( ( next) next) (next (next > > highest) highest) istr. istr. d d whe whe = d d main( )) highest highest = = next; next; istruzine duble dublenext; istruzine duble dublehighest; "The "The highest highesttemperature temperature is is "" whe (cndizine); highest highest "\n"; "\n"; "Please "Pleaseenter enterthe the temperature La cndizine è temperature values:\n"; values:\n"; ver cntrllata a fine cndizine ( ( next) next) cicl highest highest = = next; next; Esercizi: Scrivere l fals Il cicl viene eseguit stess prgramma usand 1 piu vlte.fa( ( ) "N "N data!\n"; data!\n"; Nel whe la cndizine è cntrllata a inizi cicl segue segue C++: Strutture di Cntrll 51 C++: Strutture di Cntrll 52

14 Esempi Iterazine Cntrllata da un Cntatre L esempi precedente si presta bene all utizz del d-whe bl bl finit=; finit=; bl bl finit=; finit=; whe(!finit) whe(!finit) d d finit===- finit===- finit===- finit===- ( (!finit)!finit) ( (!finit)!finit) ttale+= ttale+= ttale+= ttale+= cntatre++; cntatre++; cntatre++; cntatre++; whe(!finit); whe(!finit); istream> istream> cntatre; cntatre; cntatre= cntatre= whe(cntatre10) whe(cntatre10) cntatre cntatre cntatre=cntatre+ cntatre=cntatre+ Inizializzazine Cndizine Istruzine Cicl Mdica Cntatre inizializzazine ver cndizine istruzine mdica fals C++: Strutture di Cntrll 53 C++: Strutture di Cntrll 54 Istruzine fr Esempi: Calcl del Fattriale Sassi istr. istr. fr fr = fr( fr( iniz. iniz. ;; cndizine ;; mdica) istruzine; istream> istream> fr fr ( ( cntatre= cntatre= cntatre1 cntatre1 cntatre++) cntatre++) cntatre cntatre inizializzazine ver cndizine istruzine mdica fals Fattriale: n!=1 2 3 n 0!=1 istream> istream> n, n, fattriale= fattriale= Numer: Numer: ; ; n; n; fr fr ( ( i=2; i=2; i=n; i=n; i++) i++) fattriale*=i; fattriale*=i; n n!=!= fattriale; fattriale; C++: Strutture di Cntrll 55 C++: Strutture di Cntrll 56

15 Istruzine fr Esempi: cicli fr annidati L increment ( decrement) pssn nn essere unitari istream> istream> i; i; fr fr (i= (i= i1 i1 i=i+2) i=i+2) i i C++: Strutture di Cntrll 57 Stampare la tavla pitagrica istream> i, i, j; j; fr fr (i= (i= i=1 i=1 i++) i++) fr(j= j=1 j=1 j++) j++) i*j i*j ; ; C++: Strutture di Cntrll 58 Frmattazine Output Frmattazine Output Per pter frmattare/inclnnare l utput l si usan dei maniplatri di stream: setprecisin(n) (n):: n numer di cre signicative duble duble a=1.1345; setprecisin(3) a; a; setw(n) (n):: impsta pari ad n la larghezza (minima) in caratteri della successiva espressine in utput x=2, y=12; y=12; setw(4) a setw(4) b; b; C++: Strutture di Cntrll 59 fixed: : i numeri flating p sn mstrati secnd la rappresentazine in virgla fissa fixed setprecisin(n) x x è rappresentat in virgla fissa cn n cre signicative dp l 0 duble duble a=1.1345; fixed fixed setprecisin(3) a; a; l us dei maniplatri richiede l inclusine l del fe header imanip.h imanip> C++: Strutture di Cntrll 60

16 Scelta fra Cmandi Iterativi whe, d-whe fr: : Quale usare? Indicazini di massima Iterazine cntrallata da un cntatre fr Iterazine cntrllata da un event-cndizine Deve essere eseguit alment una vlta d-whe Altrimenti whe C++: Strutture di Cntrll 61