Tipi di dato. Unità 2. Domenico Daniele Bloisi. Corso di Programmazione e Metodi Numerici Ingegneria Aerospaziale BAER

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1 Corso di Programmazione e Metodi Numerici Ingegneria Aerospaziale BAER Domenico Daniele Bloisi

2 Docenti Metodi Numerici prof. Vittoria Bruni Programmazione prof. Domenico Daniele Bloisi Sito del corso Nota: %7E corrisponde alla tilde ~ Pagina 2

3 Orario delle Lezioni Lunedì Martedì Giovedì Venerdì Aula 15, Via Scarpa 14 Pagina 3

4 Informazioni Generali Ing. Domenico Daniele Bloisi, PhD Dipartimento di Ingegneria Informatica Automatica e Gestionale Via Ariosto 25 (adiacente Piazza Dante, A fermate Manzoni, Vittorio Emanuele, Tram 3 fermata via Labicana) mailto:bloisi@dis.uniroma1.it Pagina 4

5 Ricevimento Martedì DIS via Ariosto 25 Aula docenti adiacente aula A4 Si consiglia di inviare una per conferma e di controllare preventivamente la bacheca degli avvisi Pagina 5

6 Sommario Parte 2 Variabili Assegnazione interi reali Precisione nelle rappresentazioni Conversioni di tipo Tipo di dato primitivo caratteri: char Tipo di dato primitivo booleano: bool Insieme dei valori rappresentabili e la clausola unsigned Pagina 6

7 matematici Per descrivere efficacemente la natura dei dati rappresentabili in un programma e le operazioni per manipolarli si usa il concetto di tipo di dato. Un tipo di dato è caratterizzato matematicamente da: Dominio: insieme dei possibili valori Esempio: numeri interi, numeri razionali, ecc. Operazioni: funzioni che operano sugli elementi del dominio Esempio: somma, moltiplicazione, ecc. Letterali: costanti matematiche Esempio: 23 Pagina 7

8 Tipo di dato Le funzioni agiscono su uno o più valori del dominio per produrre un valore (eventualmente non appartenente ad esso) L associazione tipo-dato limita gli errori perché protegge il programmatore da associazioni illogiche tra dati e operatori (non presente a livello macchina) Pagina 8

9 primitivi in C++ Per trattare le informazioni di tipo numerico, C++ usa cinque tipi di dato predefiniti chiamati tipi di dato primitivi numerici: int long short float double che consentono di rappresentare sia numeri interi che frazionari. C++ offre anche altri due tipi di dato primitivi non-numerici: char (per rappresentare caratteri alfanumerici e simboli speciali) bool (per rappresentare i valori di verità vero e falso). Pagina 9

10 Il tipo di dato primitivo int Pagina 10

11 Esempio: int int a,b,c; // Dichiarazione di variabile di tipo int a = 1; // Uso di letterali b = 2; c = a + b; // Espressione aritmetica che coinvolge // operatori del linguaggio Nota: il risultato di x/y e x%y può dipendere dal compilatore quando x e y sono di segno opposto. In ogni caso vale sempre (x/y)*y + x%y = x. Nota: i valori limite del tipo int sono definiti nelle costanti INT_MIN e INT_MAX all interno del file di sistema limits.h Pagina 11

12 Lettura e scrittura di int La lettura e scrittura di interi si effettua mediante i flussi di input e output standard. Esempio (già commentato nell Unità 1) #include <iostream> using std::cout; using std::cin; using std::endl; int main() { cout << "Inserisci un numero intero" << endl; int x; cin >> x; cout << "Hai inserito " << x << endl; } Pagina 12

13 Lettura e scrittura di int: esecuzione Esempi di esecuzione: Inserisci un numero intero 4 Hai inserito 4 Inserisci un numero intero 3.13 Hai inserito 3 Inserisci un numero intero b Hai inserito 0 Si noti che se il valore inserito non è intero, il valore associato alla variabile risulta non corretto Pagina 13

14 Espressioni di interi Il seguente frammento di programma mostra espressioni con operatori sui numeri interi: int a, b, c; a = 10/3+10%3; b = 2*-3+4; c = 2*(a+b); Pagina 14

15 Precedenza degli operatori In assenza di parentesi valgono le seguenti regole di precedenza degli operatori (le stesse usate in aritmetica): unari (es. -x) 2. * / % Esempio: è equivalente a a+b*-c a+(b*(-c)) Pagina 15

16 Overflow numerico Overflow (trabocco) si verifica quando il risultato dell'operazione non può essere rappresentato mediante il tipo stesso. int x = ; // massimo valore rappresentabile mediante int int y = x + 1; // operazione affetta da overflow, poichè il // risultato non è rappresentabile // mediante int cout << y; // stampa , invece di // che è quello che ci aspetteremmo Esercizio 2.4 Verificare il comportamento del frammento di codice presentato Pagina 16

17 Operatori di assegnazione composta somma = somma + addendo; salario = salario * aumento; si possono abbreviare in: somma += addendo; salario *= aumento; Per ciascun operatore +, -, *, /, % esiste il corrispondente +=, -=, *=, /=, %=. Pagina 17

18 Operatori di incremento e decremento Per incrementare di 1 una variabile intera si può usare una qualunque delle seguenti tre istruzioni equivalenti: x = x + 1; la forma più concisa è quella che x += 1; usa l operatore di post-incremento: ++. x++; Analogamente per decrementare di 1 x = x - 1; x -= 1; x--; la forma più concisa è quella che usa l operatore di post-decremento: --. Pagina 18

19 Il termine espressione in C++ Il C++ usa il termine espressione per indicare due diverse nozioni: 1. le espressioni che hanno come effetto solamente il calcolo di un valore, come ad esempio le espressioni del tipo int, che si possono comporre secondo le regole delle espressioni matematiche; 2. le espressioni che, oltre a calcolare un valore, corrispondono ad una operazione sulla memoria, come ad esempio un'assegnazione (semplice o composta) oppure un post-incremento. Per queste espressioni useremo il termine espressioni-con-side-effect: il termine side-effect si usa, infatti, per indicare una modifica della memoria del programma. Pagina 19

20 Side-effect Espressioni-con-side-effect di questo tipo possono essere trasformate in istruzioni se terminate da ;, e questo è ciò che abbiamo fatto per assegnare (o incrementare/decrementare) variabili. Trasformando un'espressione-con-side-effect in un'istruzione, si rinuncia di fatto a considerarla un'espressione che ha associato un valore. Esempio: 23*x+5 è una espressione matematica; x = 7 è una espressione-con-side-effect il cui valore è 7 (il lato destro dell assegnazione). Terminandola con ; si ottiene l istruzione valida x = 7; y = x = 7 è anch essa una espressione valida avente due side-effect: il primo assegna 7 a x, mentre il secondo assegna il valore dell espressione x = 7 (che vale 7) a y. Pagina 20

21 Uso delle espressioni Sebbene il linguaggio C++ consenta un uso indifferenziato dei due tipi di espressioni, è preferibile usare le espressioni-con-side-effect per formare delle istruzioni, evitando sempre l uso di espressioni-con-side-effect all interno di espressioni matematiche. Pagina 21

22 Esempio l istruzione x = 5 * (y = 7); dovrebbe essere scritta come y = 7; x = 5 * y; Attenzione! Evitare l uso di espressioni del tipo x = ++i + i; il cui significato è poco chiaro e che quindi vanno evitate. Pagina 22

23 Riassumendo le espressioni sono un astrazione del concetto matematico di funzione e di applicazione di funzione le espressioni-con-side-effect (istruzioni) sono un astrazione del concetto di assegnazione cioè di modifica della memoria del programma. Pagina 23

24 Definizione di costanti e numeri magici Un numero magico è un letterale che compare nel codice senza spiegazioni. La presenza di numeri magici diminuisce la leggibilità e la modificabilità dei programmi. Esempio: int compenso = * orelavoro; // cosa rappresenta 20000? E meglio definire dei nomi simbolici, le costanti, ed usare queste piuttosto che direttamente i letterali: // definizione di una costante COMPENSO_ORARIO const int COMPENSO_ORARIO = 20000;... // qui e chiaro cosa COMPENSO_ORARIO rappresenti int compenso = COMPENSO_ORARIO * orelavoro; Pagina 24

25 Modificatore const COMPENSO_ORARIO è una costante, cioè una variabile il cui contenuto non varia (cioè rimane costante) durante l esecuzione del programma. Questo effetto è ottenuto usando il modificatore const nella dichiarazione della variabile. const indica che il valore non può essere modificato (cioè rimane costante). Pagina 25

26 Vantaggi dell uso di costanti I principali vantaggi nell usare le costanti sono: Leggibilità del programma: un identificatore di costante con un nome significativo è molto più leggibile di un numero Esempio: COMPENSO_ORARIO è autoesplicativo, non lo è Modificabilità del programma: per modificare un valore costante usato nel programma basta semplicemente cambiare la definizione della costante Esempio: const int COMPENSO_ORARIO = 35000; usando i numeri magici dovremmo modificare tutte le occorrenze del valore nel programma, sostituendo dappertutto con Pagina 26

27 Definizioni di costanti tramite #define Oltre alla definizione di costanti tramite la parola chiave const, è possibile definire costanti tramite la direttiva #define. #define COMPENSO_ORARIO int compenso = COMPENSO_ORARIO * orelavoro; #define è una direttiva che viene processata dal precompilatore sostituendo ad ogni occorrenza del nome definito (nell esempio COMPENSO_ORARIO) il valore corrispondente (nell esempio 20000). Pagina 27

28 Il tipo di dato primitivo short Pagina 28

29 Esempio: short short a,b; // Dichiarazione di // variabile di tipo short a = 22700; // Uso di letterali Nota: usare short al posto degli int consente di risparmiare memoria. Infatti, se conosciamo con certezza il dominio di definizione di una variabile e questo dominio rientra in quello degli short, verrà utilizzata una quantità minore di memoria. Pagina 29

30 Il tipo di dato primitivo long Pagina 30

31 Esempio: long long a,b; // Dichiarazione di // variabili di tipo long a = L; // Uso di letterali b = a + 2L; // Espressione aritm. che coinvolge // operatori del linguaggio Nota: il tipo long può essere a 32 o a 64 bit a seconda dell architettura del calcolatore. Nel caso di 32 bit è equivalente al tipo int. Pagina 31

32 Tipo di dato primitivo reale float Pagina 32

33 Esempio: float float a; a = 3.14f; a *= 2f; // Dichiarazione di variabile // di tipo float // Uso di letterali // Espressione aritmetica che // coinvolge operatori // del linguaggio // (equivalente a a=a*2f) Pagina 33

34 Tipo di dato primitivo reale double Pagina 34

35 Esempio: double double a; // Dichiarazione di variabile di // tipo double a = 628E-2; // Uso di letterali a++; // Espressione aritmetica che // coinvolge operatori del linguaggio // (equivalente a: a=a+1.0) Pagina 35

36 Esercizio: Teorema di Pitagora Esercizio 2.5 Scrivere un programma che riceva in input da tastiera il valore di due cateti di un triangolo rettangolo e restituisca il valore dell ipotenusa. Esempio d uso inserisci il primo cateto 3 inserisci il secondo cateto 4 valore ipotenusa: 5 Pagina 36

37 Soluzione: Teorema di Pitagora #include <iostream> #include <cmath> using namespace std; int main () { double a, b, c; cout << "inserisci il primo cateto" << endl; cin >> a; cout << "inserisci il secondo cateto" << endl; cin >> b; c = sqrt(a*a + b*b); cout << "valore ipotenusa = " << c << endl; return 0; } Pagina 37