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2 Cenni di programmazione Risolvere un problema significa trovare un procedimento che consenta di produrre i risultati, a partire dai dati iniziali, attraverso un processo di elaborazione. La metodologia di lavoro prevede due fasi: 1) Analisi del problema. In questa fase occorre definire con precisione i dati che abbiamo a disposizione sui quali basare la soluzione del problema detti dati di ingresso (INPUT INPUT). Inoltre si devono definire i risultati attesi, detti anche dati di uscita (OUTPUT OUTPUT), le risorse a disposizione (es. criteri di calcolo, computer ecc..) e le soluzioni adottate, ovvero il procedimento che permette di passare dai dati iniziali ai risultati. I dati che vengono definiti possono essere VARIABILI (dati che possono assumere valori diversi) o COSTANTI (dati che non cambiano il proprio valore). Possono essere presenti anche variabili necessarie all elaborazione, che non sono né di input né di output e che vengono chiamate variabili di lavoro. 2) Stesura dell algoritmo. La soluzione del problema che scaturisce dall analisi del problema deve essere organizzata e sviluppata in una serie di operazioni da attuare in un ordine ben definito, il procedimento risolutivo di un problema deve essere scomposto in una sequenza di operazioni elementari da seguire per ottenere i risultati attesi e in questo consiste la stesura dell algoritmo. Algoritmo: descrizione di una serie finita di istruzioni che devono essere eseguite per raggiungere il risultato stabilito in precedenza. 2

3 Cos è una variabile Una variabile (in programmazione) è una scatola che contiene un numero (intero o in virgola mobile) a cui è associato un nome. È lo strumento che il computer usa per manipolare i numeri. Differisce dalla variabile matematica per il fatto che, mentre in matematica le variabili compaiono nel contesto di equazioni o disequazioni, ovvero di regole che ne limitano i possibili valori, in informatica una variabile è solo una scatola e non è associata a nessuna regola che ne limiti il valore. Inoltre in matematica una variabile rappresenta sempre un insieme di possibili valori, mentre una variabile in un programma possiede sempre, in ogni particolare istante, un solo valore numerico. Assegnazione di una variabile: per scrivere un valore dentro una variabile si usa l operatore di assegnazione, che è rappresentato dal simbolo =. Quindi, se scrivo a = 12 assegno alla variabile a il valore numerico 12. L assegnazione ha sempre la forma: variabile = espressione; Ad esempio: a = 2*b + c; e si applica da sinistra a destra A differenza di quanto avviene in matematica, la scrittura 2*b + c = a non ha senso. Esempio: Calcolo dell importo totale di una fattura con applicazione dell IVA. Variabili Input Output Lavoro Imponibile X Iva X Imposta X TotaleFattura X Algoritmo: INIZIO Leggi l imponibile Leggi l aliquota iva Calcola l imposta Calcola il Totale Fattura Scrivi il Totale Fattura FINE 3

4 Per verificare che l algoritmo scritto sia appropriato e che produca i risultati attesi si può ricorrere alla tabella di traccia (tracing) per simulare il processo di elaborazione assegnando alle variabili di input dei valori di prova. Si assegna un numero progressivo ad ogni istruzione dell algoritmo, si scelgono le variabili di input e si costruisce la tabella: 1 INIZIO 2 Leggi l imponibile 3 Leggi l aliquota iva 4 Calcola l imposta 5 Calcola il Totale Fattura 6 Scrivi il Totale Fattura 7 FINE Tabella di traccia dell algoritmo n. imponibile aliquota imposta totfattura Input Output istruzione Lettura dati 3 20 Lettura dati

5 Operatori: Una azione fondamentale in un processo eseguito da un calcolatore è l assegnazione di un valore ad una variabile che viene indicato con l operatore di assegnamento. Ad esempio per assegnare alla variabile A il valore 8 scriviamo: A 8 Gli altri operatori sono di tre tipi: aritmetici: + addizione - sottrazione * moltiplicazione / divisione di relazione: = uguale < minore di <= minore o uguale di > maggiore >= maggiore uguale <> diverso logici: AND prodotto logico (congiunzione) OR somma logica (disgiunzione) NOT negazione 5

6 Descrivere un algoritmo Il primo metodo che analizziamo è quello del diagramma a blocchi che consiste in una descrizione grafica dell algoritmo. I diagrammi a blocchi sono formati da simboli di forma diversa ognuno con un proprio significato con all interno un breve testo. Linee orientate con frecce uniscono i vari blocchi indicando il flusso delle operazioni. I simboli utilizzati sono: Elaborazione Operazioni INPUT/OUTPUT Decisione Inizio/Fine Connettori Un altro metodo utilizzato per la descrizione dell algoritmo è la pseudocodifica che si ottiene utilizzando termini e parole del linguaggio comune ma applicando una serie di regole strettamente orientato alla stesura degli algoritmi. 6

7 Programmazione strutturata E la progettazione e la realizzazione di un algoritmo costituito di parti che dipendono l una dall altra secondo un preciso modello organizzativo e si basa sull affermazione che: qualsiasi algoritmo può essere scritto utilizzando soltanto tre strutture di base: sequenziale, alternativa, di ripetizione (Teorema di Jacopini-Bohm). Questi tre modelli organizzativi si chiamano Pseudocodifica SEQUENZA. Istruzione1 Istruzione2 Istruzione3 ALTERNATIVA SE condizione ALLORA Istrizione-a ALRIMENTI Istruzione-b FINE SE RIPETIZIONE ESEGUI Istruzioni RIPETI FINCHE condizione Diagramma a blocchi SEQUENZA ALTERNATIVA RIPETIZIONE Istruzione1 condizione istruzioni Istruzione2 istruzioneb istruzionea condizione Istruzione3 7

8 LA SEQUENZA Si rappresenta con una sequenza di istruzioni: istruzione istruzione istruzione LA STRUTTURA ALTERNATIVA Si rappresenta con la struttura: IF condizione THEN istruzione istruzione ELSE istruzione istruzione END IF Verranno eseguite le istruzioni che seguono THEN se la condizione risulta vera. Se la condizione risulta falsa verranno eseguite le istruzioni che seguono ELSE. LA RIPETIZIONE POST CONDIZIONALE Si rappresenta con la struttura: ESEGUI Istruzioni RIPETI FINCHE condizione L istruzione o le istruzioni comprese tra ESEGUI e RIPETI FINCHE vengono eseguite tante volte, fino a quando la condizione diventa vera. 8

9 CONTATORI E TOTALIZZATORI Ci sono alcune attività che ricorrono spesso nell organizzazione di un algoritmo: 1) Contare: si realizza con un contatore che è un tipo di variabile numerica cui si assegna un valore iniziale = 0 (azzeramento della variabile) e si incrementa di 1 ogni volta che si verificano le condizioni poste. L espressione usata per incrementare il contatore è: CONTATORE = CONTATORE + 1 2) Totalizzare: operazione analoga al calcolo della spesa effettuata da un cliente in un supermercato dove i prezzi dei prodotti vengono sommati e alla fine si ottiene il totale. L operazione si realizza con un totalizzatore che è una variabile di tipo numerico cui si assegna un valore iniziale = 0 (azzeramento della variabile) incrementando di un valore numerico il totalizzatore ogni volta che si verificano le condizioni poste. L espressione usata per incrementare il totalizzatore è: TOTALE = TOTALE + NUMERO L algoritmo, per essere eseguito da un computer deve essere tradotto in un linguaggio che la macchina sia in grado di comprendere quindi in un linguaggio di programmazione. L algoritmo così tradotto prende il nome di programma e la persona che è in grado di scriverlo si chiama programmatore. Le fasi successive all analisi del problema e alla diagrammazioni sono quindi: Codifica: scrittura del programma nel linguaggio di programmazione scelto che può essere digitato direttamente nel sistema. 9

10 Correzione: (Debugging degli errori) consiste nella prova del programma e nella correzione di eventuali errori di sintassi o logici. Manutenzione: per mutate esigenze potrebbe essere necessario, a distanza di tempo, la modifica del programma. 10

11 VISUAL BASIC.net E un linguaggio di programmazione visuale, il che vuol dire che l attività di sviluppo del software è basato sull uso dell interfaccia grafica (finestre, pulsanti, icone) in modo che il programmatore è supportato da un ambiente di sviluppo grafico. Nella versione più recente il linguaggio Visual Basic fa parte di Visual Studio.NET dove il termine.net (dotnet) rappresenta l infrastruttura software per internet e il web di Microsoft per lo sviluppo di applicazioni e servizi web. La Versione.NET di Visual Basic è a tutti gli effetti un linguaggio OOP (basato sui principi della programmazione ad oggetti). L ambiente di programmazione I programmi VB sono chiamati progetti o soluzioni, per ogni programma viene creata una cartella su disco che contiene: un file di soluzione con estensione.sln e uno o più file di progetto con estensione.vbproj. Nella finestra di apertura di Visual basic (fig.1), possiamo sceglire Crea progetto. Nella finestra che appare (fig.2), selezioniamo Applicazione Windows Form e diamo il nome Esercizio1 al progetto. fig.1 fig.2 11

12 Nella finestra di lavoro principale (fig.3) troviamo, nella parte centrale il primo form del progetto appena creato. Un form è una finestra sulla quale il programmatore inserisce gli oggetti che l utente finale vede. Questi oggetti dell interfaccia grafica vengono chiamati controlli. fig.3 Nella parte superiore della finestra si trova la Barra dei menu, al di sotto la Barra degli strumenti standard ed è possibile inserire altre barre degli strumenti dal menu Visualizza. Nella zona destra è presente il riquadro Esplora soluzioni, che mostra l elenco dei componenti del progetto e la Finestra Proprietà per assegnare le caratteristiche di ogni oggetto. Nella parte sinistra c è la Casella degli strumenti che contiene l elenco dei controlli (fig.3). Se Queste parti non sono presenti possono essere inserite dal menu Visualizza. La programmazione VB si basa su alcuni concetti fondamentali: Oggetti: gli oggetti per la creazione dell interfaccia grafica sono i form (finestra, piattaforma) e i controlli (strumenti disegnati dal programmatore sul form). 12

13 Proprietà: sono le caratteristiche degli oggetti (nome, colore, dimensione ecc..). Ogni oggetto possiede delle proprietà e ogni volta che ci riferiamo alle proprietà di un oggetto scriviamo nomeoggetto.proprietà. Eventi: sono le azioni provocate dall utente sugli oggetti (click, apertura del form ecc..). Codice: per far eseguire delle azioni al programma andiamo ad associare il codice (istruzioni vb) agli eventi. Metodi: Rappresentano le operazioni eseguibili da un oggetto (routine già presenti nel linguaggio VB associate agli oggetti). Creazione di un applicazione Per creare un applicazione dotata di interfaccia grafica, si seguono alcune fasi: Progettazione dell applicazione: si definiscono gli oggetti da inserire nell interfaccia grafica; Disegno dell interfaccia con l inserimento dei controlli: si inseriscono i controlli sul form come previsto dalla progettazione; Definizione delle proprietà degli oggetti: ad ogni controllo, dopo averlo selezionato, si attribuiscono le proprietà necessarie (nome, colore, posizione ecc.) dalla Finestra delle proprietà; Associazione ai controlli del codice di gestione degli eventi: si associano le istruzioni da eseguire al verificarsi di ogni evento; Esecuzione del test dell applicazione: si esegue l applicazione per verificarne il corretto funzionamento. 13

14 Esercitazione 1 (label e button) Progettare un applicazione che, al click del mouse su un button visualizzi un messaggio in una label. In questo progetto utilizzeremo due controlli: label (etichette) e button (pulsanti), il primo ha una duplice funzione, quella di descrivere il contenuto di altri controlli e quella di output di dati. Il button viene detto anche pulsante di comando perché viene utilizzato per provocare l esecuzione di istruzioni. Apriamo un nuovo progetto assegnando il nome Esercizio1. Nel progetto dell interfaccia si prevede l inserimento di due controlli. Disegniamo un button e una label (fig.4). Per disegnare i due oggetti possiamo fare doppio click sul controllo, nella Casella degli strumenti, oppure cliccare sull oggetto nella casella degli strumenti e poi disegnare il controllo con il trascinamento. fig.4 La terza fase consiste nell assegnare le proprietà agli oggetti e per fare ciò visualizziamo le proprietà di un controllo, dopo averlo selezionato, nella Finestra delle proprietà. 14

15 Per entrambi i controlli andiamo a modificare due proprietà: Name, per assegnare il nome al controllo e Text per determinare ciò che verrà visualizzato sul controllo. Per ogni controllo utilizziamo una convenzione sui nomi che avranno un prefisso che li identifica. Per le label il prefisso è lbl e per i button è btn. Il name della label sarà lblmessaggio (fig.4) mentre cancelleremo il contenuto della proprietà text. Per il button il name sarà btnmessaggio e nella proprietà text inseriremo il testo Messaggio che apparirà sul bottone. Ora si può associare il codice agli eventi. Ogni oggetto ha associati diversi eventi, noi andremo ad inserire le nostre istruzioni nell evento click del button btnmessaggio. Per aprire la finestra del codice collegato al click del button basta fare doppio click sul bottone btnmessaggio. fig.5 Il cursore sarà all interno della routine btnmessaggio_click dove andremo a scrivere l istruzione di assegnazione: lblmessaggio.text = Messaggio ricevuto (fig.5). Questa istruzione va ad inserire ciò che è contenuto tra le virgolette nella proprietà text della label lblmessaggio in modo che venga visualizzato nel controllo quando verrà cliccato il bottone btnmassaggio. Si può quindi passare a testare il programma per verificarne il funzionamento. 15

16 fig.6 Per avviare l applicazione si clicca Avvia debug sulla barra degli strumenti o dal menu debug della barra dei menu. (fig.6). fig.7 fig.8 Verrà visualizzata la finestra in (fig.7) e cliccando sul pulsante Messaggio, verrà visualizzato il messaggio previsto nella label (fig.8). Possiamo aggiungere due pulsanti: uno per chiudere l applicazione, che chiameremo Esci e uno per cancellare il contenuto della label che chiameremo Cancella (fig.8bis). Modifichiamo le proprietà dei due controlli: Esci Name: btnesci Text: Esci Cancella Name: btncancella Text: Cancella fig.8bis 16

17 Ora possiamo associare il codice all evento click dei due pulsanti: - nel pulsante Cancella inseriamo una istruzione di assegnazione in cui inseriamo il valore vuoto, indicato da alla proprietà text della label lblmessaggio (fig.9); - nel pulsante Esci inseriamo l istruzione end che chiude l applicazione (fig.9). fig.9 Una volta testato il funzionamento dell applicazione possiamo salvare il programma cliccando sul pulsante Salva tutto nella barra degli strumenti o dal menu File, ed indicare il percorso per il salvataggio (fig.10). fig.10 Esercitazione 2 Creare un progetto in cui saranno presenti tre pulsanti ognuno dei quali farà visualizzare lo stesso messaggio in una lingua diversa. Inserire anche i pulsanti Cancella ed Esci. Apriamo un nuovo progetto e diamo il nome Esercizio2. Dopo aver inserito sul form cinque pulsanti e una label (fig.11) andiamo a modificare le proprietà text e name di ogni controllo ottenendo il seguente form. 17

18 fig.11 Il codice inserito nell evento click dei pulsanti (fig.12), permetterà di visualizzare il messaggio in una lingua diversa a seconda del pulsante cliccato. fig.12 Esercitazione 3 (textbox) Creare un progetto che, dato in input il proprio nome, lo visualizzi in una label. Per la realizzazione di questo progetto utilizziamo il controllo textbox. 18

19 Se la label ha anche la funzione di fornire dati in output, la textbox (casella di testo) ha la funzione di ricevere dati in input. Il prefisso che utilizzeremo per il nome delle textbox è txt. Apriamo un nuovo progetto dando il nome Esercizio3. Il nostro form avrà cinque controlli: una label, una textbox e tre pulsanti. Dopo aver creato l interfaccia (fig.13) ed aver modificato le proprietà text e name di ogni controllo (alla proprietà name della textbox assegneremo txtnome mentre a quella della label assegneremo lblnome), possiamo inserire il codice collegato all evento click dei pulsanti. fig.13 Nel pulsante Esegui passeremo il contenuto della textbox nella label. Nel pulsante Cancella cancelleremo il contenuto di entrambi i controlli (fig.14) fig.14 19

20 Avviando l applicazione andremo ad inserire un nome nella textbox e, cliccando sul pulsante Esegui, il nome verrà visualizzato nella label (fig.14bis). fig.14bis Esercitazione 4 (Calcoli) Creare un progetto che, dati in input due numeri, visualizzi il risultato della loro somma. Per effettuate calcoli in visual basic utilizziamo i seguenti operatori aritmetici. + somma _ sottrazione * moltiplicazione / divisione ^ elevamento a potenza. Per effettuare la radice quadrata utilizziamo la funzione Math.sqrt(). Per effettuare dei calcoli con il contenuto delle textbox (testo) dobbiamo utilizzare la funzione Val() che serve a convertire il contenuto in un valore numerico. Inseriamo nel form due textbox per l input dei due numeri, una label per visualizzare l output e un pulsante per eseguire il calcolo (fig.15). 20

21 Le proprietà name dei nuovi controlli inseriti saranno: txtprimo, txtsecondo, lblrisultato, btncalcola. fig.15 Nel pulsante Calcola inseriamo l istruzione che esegue l addizione e visualizza il risultato nella label utilizzando la funzione Val() per convertire il contenuto delle textbox in numerico. Aggiungiamo le istruzioni anche nei pulsanti Cancella ed Esci (fig.16). fig.16 Nell esecuzione del programma, andiamo ad inserire due numeri nelle due textbox, clicchiamo sul pulsante Calcola per visualizzare il risultato della somma nella label (fig.17). Il pulsante Cancella andrà a cancellare il contenuto delle due text e della label. 21

22 fig.17 Se durante l esecuzione del programma andiamo ad usare il pulsante Cancella, abbiamo bisogno di riposizionare il cursore nella textbox del primo numero per effettuare un altra addizione. Per questo utilizziamo il metodo Focus(). Un metodo è una azione compiuta su un oggetto e per riferirsi al metodo scriviamo nomeoggetto.metodo. Per riposizionare il cursore possiamo aggiungere una istruzione al pulsante Cancella indicando su quale controllo deve posizionarsi il cursore dopo aver svuotato le caselle (fig.18). fig.18 22

23 Struttura sequenziale. Esercitazione 1: Dati in input tre numeri calcolare la media aritmetica. Vediamo quali sono le variabili da utilizzare: VARIABILI INPUT OUTPUT LAVORO primo secondo terzo X X X media X I passi da eseguire possiamo sintetizzarli con un diagramma a blocchi: 23

24 Andiamo a creare il programma in visual basic progettando l'interfaccia grafica: nel pulsante Calcola inseriamo le istruzioni seguendo il nostro diagramma a blocchi: inseriamo anche il codice nei pulsanti Cancella e Esci: 24

25 Ora possiamo eseguire il programma e controllare il risultato. Struttura alternativa La struttura alternativa viene rappresentata secondo lo schema: SE condizione ALLORA istruzione-a ALTRIMENTI istruzione-b FINE SE Nella struttura di alternativa viene controllata la condizione indicata dopo la parola SE: se la condizione è vera, viene eseguita l' istruzione (o gruppo di istruzioni) scritte sotto la parola ALLORA; se la condizione è falsa viene eseguita le l'istruzione (o gruppo di istruzioni) scritte sotto la parola ALTRIMENTI. Per la struttura alternativa sono possibili due casi: la selezione a due vie e la selezione a una via. Nel primo caso è prevista l'esecuzione di istruzioni sia per l'uscita ALLORA (condizione vera) che per l'uscita ALTRIMENTI 25

26 (condizione falsa). Nel secondo caso è prevista l'esecuzione di istruzioni solo per l'uscita ALLORA (condizione vera). Struttura alternativa a due vie Struttura alternativa a una via In visual basic rappresentiamo la struttura alternativa con la seguente sintassi: alternativa a due vie alternativa a una via if condizione then istruzione-a else istruzione-b end if if condizione then istruzione-a end if 26

27 Esercitazione 1: Scrivere in ordine crescente due numeri dati in input. DATI DI INPUT: due numeri interi a, b DATI DI OUTPUT: i due numeri ordinati DIAGRAMMA A BLOCCHI 27

28 Utilizzando Visual Basic, avremo il seguente form che prevede in Input i due numeri a,b con due textbox e due caselle di testo che rappresentano l'output quindi i due numeri ordine crescente. Nel pulsante Esegui utilizzeremo la struttura alternativa a due vie. 28

29 Esercitazione e 2: Dato in input un numero, dire se è pari o dispari. Visualizzare il risultato in una label. Inseriamo nel form sei controlli: due label, una textbox, tre button. Per sviluppare il programma utilizziamo la struttura alternativa a due vie scrivendo il codice nell'evento click del pulsante Esegui. Inseriamo anche i pulsanti Cancella ed Esci. 29

30 Struttura iterativa (o di ripetizione) La struttura iterativa è la terza struttura di controllo fondamentale della programmazione, e si rappresenta con : L'istruzione o le istruzioni comprese tra RIPETI e FINCHE' vengono ripetute tante volte, fino a quando la condizione scritta dopo FINCHE' diventa vera (si ripetono le istruzioni se la condizione è falsa e si interrompe l'esecuzione quando la condizione diventa vera). 30

31 L'utilizzo delle tre strutture di base della programmazione strutturata, secondo il teorema di Jacopini-Bohm, basta per la soluzione di qualsiasi problema. Tuttavia esistono alcune strutture derivate che possono facilitare la programmazione. In particolari esistono alcune varianti della struttura di ripetizione posticipata per falso: 31

32 1)Esempio :Calcolare il prodotto di due numeri interi diversi da zero utilizzando la sola operazione di somma. INPUT : due numeri interi a, b OUTPUT: il prodotto dei due numeri c Utilizziamo per la soluzione una struttura posticipata per falso. Per effettuare il prodotto con somme successive dobbiamo sommare b volte il valore di a. Per verificare la fine del ciclo diminuiamo b di 1 ad ogni ripetizione finchè non diventa uguale a 0. 32

33 In questo esercizio abbiamo usato un totalizzatore (variabile c) che è un tipo di variabile numerica cui si assegna un valore iniziale = 0 (azzeramento della variabile) e si aggiunge il valore di a ogni volta che si ripete il ciclo. La sua funzione è quella di sommare. L espressione usata per incrementare il totalizzatore è: c = c + a In visual basic inseriamo nel form quattro label, tre come etichette e una per l output, due caselle di testo per l'input e tre pulsanti e dopo aver dichiarato le variabili nel pulsante calcola inseriamo le istruzioni del diagramma a blocchi. 33

34 Oltre al codice nel pulsante Calcola inseriamo le istruzioni per pulire le caselle nel pulsante Cancella e l istruzione End nel pulsante Esci. Il risultato dopo l elaborazione apparirà nel form. 34

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