Precisazione sulla visibilità delle variabili durante l esecuzione delle funzioni

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1 Precisazione sulla visibilità delle variabili durante l esecuzione delle funzioni var a = new Array (4); var y= 7; function foo(vet,x) { var i=0;... } //fine foo foo(a,y); print(y); Stato {(a, ),(y,7) (foo, function (vet,x) {...}), (vet, ), (x,7) (i,0)} undefined a e vet sono 2 nomi diversi per lo stesso 2 undefined array, mentre y e x sono due variabili diverse 3 undefined che per un accidente hanno lo stesso valore E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 1

2 Precisazione sulla visibilità delle variabili durante l esecuzione delle funzioni var a = new Array (4); var y= 7 function foo(vet,x) { var i=0; x=34;... } //fine foo foo(a,y); print(y); Stato {(a, ),(y,7) (foo, function (vet,x) {...}), (vet, ), (x,34) (i,0)} undefined se modifico x, y rimane invariato. y è visibile 2 undefined e modificabile nella funzione ma è globale: da 3 undefined vietato usarle in questo corso E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 2

3 Non è necessario usare nomi diversi var a = new Array (4); var y= 7 function foo(a,y) { var i=0; y=34; } //fine foo foo(a,y); print(y); Stato {(a, ),(y,7) (foo, function (a,y) {...}), (a, ), (y,7) (i,0)} undefined le variabili locali alla funzione hanno gli stessi 2 undefined 3 undefined nomi delle variabili globali ma sono variabili diverse E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 3

4 Non è necessario usare nomi diversi var a = new Array (4); var y= 7 function foo(a,y) { var i=0; y=34; } //fine foo foo(a,y); print(y); Stato {(a, ),(y,7) (foo, function (a,y) {...}), (a, ), (y,34) (i,0)} undefined le variabili globali non sono in questo caso 2 undefined 3 undefined accessibili perchè sono coperte dalle variabili locali. E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 4

5 Non è necessario usare nomi diversi var a = new Array (4); var y= 7 function foo(a,y) { var i=0; y=34; } //fine foo foo(a,y); print(y); Stato {(a, ),(y,7) (foo, function (a,y) {...}), (a, ), (y,34) (i,0)} undefined 2 undefined 3 undefined Quando l esecuzione della funzione termina, il controllo torna al programma chiamante e le variabili ritornano accessibili. print(y) stampa 7. E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 5

6 Funzioni che restituiscono array In JavaScript le funzioni possono anche restituire array come risultato della computazione: Esempio: La funzione leggivet può essere scritta anche cosi : var k = asknum(), a; function leggivet(n) { var vet=new Array(n), i; for (i = 0; i < vet.length; i++) vet[i]=asknum(); return vet; //fine leggivet } a=leggivet(k);... Il chiamante passa alla funzione solo la dimensione (k) dell array da creare e inizializzare e dichiara la variabile a senza inizializzarla. E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 6

7 Evoluzione dello stato var k=asknum(), a; function leggivet(n) { var i, vet=new Array(n), i;; for (i=0; i<vet.length; i++) vet[i]=asknum(); return vet;//fine leggivet } a=leggivet(k); Stato {(k,4), (a,undefined ), (leggivet, function (n) {...})} Stato in cui viene invocata leggivet nel caso in cui il valore in input sia 4. L esecuzione del programma principale viene sospesa e passa ad eseguire la funzione. E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 7

8 Evoluzione dello stato var k=asknum(), a; function leggivet(n) { var vet=new Array(n), i; for (i=0; i<vet.length; i++) vet[i]=asknum(); return vet;//fine leggivet } a=leggivet(k); Stato {(k,4), (a,undefined ), (leggivet, function (n) {...}),(n,4), (vet, ), (i,undefined),} 0 undefined 1 undefined 2 undefined 3 undefined Stato durante l invocazione di leggivet, dopo la dichiarazione delle variabili E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 8

9 Evoluzione dello stato var k=asknum(), a; function leggivet(n) { var vet=new Array(n), i; for (i=0; i<vet.length; i++) vet[i]=asknum(); return vet;//fine leggivet } a=leggivet(k); Stato {(k,4), (a,undefined ), (leggivet, function (n) {...}),(n,4), (vet, ), (i,4),} Stato durante l invocazione di leggivet, dopo l esecuzione del for nel caso in input siano stati immessi i valori 8,-2,0, E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 9

10 Evoluzione dello stato var k=asknum(), a; function leggivet(n) { var vet=new Array(n), i; for (i=0; i<vet.length; i++) vet[i]=asknum(); return vet;//fine leggivet } a=leggivet(k); Stato {(k,4), (a, ), (leggivet, function (n) {...})} Stato dopo la terminazione dell asecuzione di 0 8 leggivet e dell assegnamento del reference, 1-2 risultato della invocazione alla variabile a del chiamante. E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 10

11 Ordinamento Data una sequenza di elementi in ordine qualsiasi, ordinarla. Questo è un problema fondamentale, che si presenta in moltissimi contesti, ed in diverse forme. Nel nostro caso formuliamo il problema in termini di ordinamento di vettori: Dato un array A di n elementi, ordinarlo in modo crescente Per semplicità faremo sempre riferimento a vettori di interi. = E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 11

12 Ordinamento per selezione del minimo (selection sort) Esempio: Ordinamento di un mazzo di carte Ho 2 gruppi di carte: N carte non ordinate, O carte ordinate si seleziona la carta più piccola di N e la si inserisce in prima posizione in O delle rimanenti di N si seleziona la più piccola e la si inserisce in seconda posizione in O ecc. rimane una sola carta in N e la si inserisce in ultima posizione in O si termina quando non ci sono più carte Ordinamento di un array, abbiamo 2 cicli : per inserire l elemento corretto in ogni posizione dell array (scansione di tutto l array) per ogni posizione è neccessario selezionare l elemento più piccolo tra i rimanenti. Per non perdere elementi e per lavorare sui rimanenti dobbiamo scambiare l elemento più piccolo selezionato con l elemento che si trova nella posizione corrente. In questo modo abbiamo una porzione di array non ordinata (N) e una porzione di array ordinata (O). E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 12

13 in nero la parte che rimane da analizzare (N) in blu l elemento minimo selezionato in verde lo scambio effettuato in rosso la parte ordinata (O) in marrone gli indici E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 13

14 Implementazione dell ordinamento per ricerca dei minimi in JavaScript Definiamo la funzione principale selsort function selsort(vet){ var i, temp,k; for (i=0; i<vet.length-1; i++) {k=minpos(vet,i,vet.length); temp=vet[i]; vet[i]=vet[k]; vet[k]=temp; } Resta da definire minpos E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 14

15 Implementazione della ricerca della posizione dell elemento minimo in una porzione di array Definizione della funzione minpos che calcola la posizione dell elemento dell array che contiene il valore minimo relativamente all porzione di array contenuta tra i valori dei 2 indici passati come parametri (i, vet.length-1) function minpos(vet,from, to){ var min=from; for (from++; from<=to; from++) if (vet[from]<vet[min]) min=from; return min; } Sono tutti necessari i 3 parametri di minpos? E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 15

16 Programma principale per testare la procedura di ordinamento definita Usiamo la procedura leggivet definita precedentemente e la print predefinita. var a=new Array(8); leggivet(a); //inizializzazione di a print(a); //stampa di a selsort(a); //ordinamento di a print(a); //nuova stampa di a E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 16

17 Ordinamento a bolle (bubble sort) Èsimilealprecedente,cambiailmododiportarel elementominimo della porzione di array ancora non ordinata nella posizione corretta. l idea è che si fanno galleggiare gli elementi più piccoli ( più leggeri ) verso l inizio dell array ( verso l alto ), scambiandoli con quelli adiacenti. L ordinamento è suddiviso in n-1 fasi: fase 0: 0 o elemento (il più piccolo) in posizione 0 fase 1: 1 o elemento in posizione 1 fase n-2: (n-2) o elemento in posizione n-2, equindi (n-1) o elemento in posizione n-1 Nella fase i: cominciamo a confrontare dal basso e portiamo l elemento più piccolo (più leggero) in posizione i E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 17

18 E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 18

19 Si usano due for annidati: il più esterno itera sulle i posizioni dell array. il più interno per portare l elemento più piccolo (della porzione non ordinata) in posizione i-esima function bubblesort(vet) { var temp,i,j; for (i = 0; i < vet.length-1; i++) for (j = vet.length-1; j > i; j--) if (vet[j] < vet[j-1]){ temp=vet[j]; vet[j]= vet[j-1]; vet[j-1]=temp;} } E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 19

20 Operazioni che sfruttano la dinamicità degli array L operazione primitiva che permette di modificare il numero degli elementi di un array è l aggiunta di uno o più elementi in fondo all array: Esempio: vet[vet.length]=asknum(); Aggiunge un elemento all array vet di indice vet.length e valore letto dall input. Esempio: vet[vet.length+2]=asknum(); Aggiunge 3 elementi all array vet due di indice vet.length e vet.length+1 e valore undefined eunodiindicevet.length+2 e valore letto dall input. esistono alcune operazioni (metodi) predefinite che permettono anche di eliminare elementi da un array. Li vedremo più avanti. tutti gli esempi visti considerano array il cui numero di elementi resta costante durante tutta l esecuzione. Vediamo ora degli esempi di programmi che aggiungono elementi ad un array. E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 20

21 Inserzione di un elemento in un array ordinato Se una struttura dati (array) è statica ovvero il numero dei suoi elementi non cambia, ha senso avviare una procedura di ordinamento al momento dell inizializzazione. Se viceversa una struttura dati (array) è dinamica la cosa più sensata è di mantenerla ordinata, inserendo i nuovi elementi in modo che rispettino l ordinamento. notare che un array vuoto, dimensione 0 è ordinato per definizione e lo stesso vale per un array di un unico elemento. per inserire un nuovo elemento al posto giusto dobbiamo scorrere gli elementi che lo precedono per decidere la posizione che gli compete spostare di un posto verso destra gli elementi maggiori per fargli spazio. E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 21

22 Un esempio In nero l elemento da inserire, in rosso gli elementi già inseriti nell array [] in blu gli elementi già inseriti che è stato necessario spostare al passo precedente se l elemento da inserire andrà ad occupare una posizione già occupata, l elemento corrispondente è sottolineato. 5 [ ] [5] 2 [5] [2, 5] 4 [2, 5] [2, 4, 5] 1 [2, 4, 5] [1, 2, 4, 5] 3 [1, 2, 4, 5] [1, 2, 3, 4, 5] E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 22

23 Una volta individuata la posizione i in cui inserire il nuovo elemento dobbiamo farle spazio, ovvero spostare verso destra di una posizione tutti gli elementi da i in poi. Inserzione di 3, da inserire in posizione È necessario spostare 5 in posizione 4 e 4 in posizione 3 A questo punto la posizione 2 è libera e possiamo inserire l elemento in modo ordinato Se l elemento da inserire è maggiore di tutti gli elementi dell array non dobbiamo spostare nulla, ma inserire in fondo. E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 23

24 Shift a destra per array dinamici Dobbiamo perciò definire una procedura che sposta tutti gli elementi di un array (vet verso destra di una posizione a partire da una data posizione from<vet.length). dobbiamo aggiungere un nuovo elemento all array che ha come valore il valore dell elemento che si trova in ultima posizione, che quindi non viene perso Bisogna procedere da destra verso sinistra per non perdere gli elementi function shiftrd(vet, from) { var j; for (j=vet.length; j>from; j--) vet[j]=vet[j-1]; } E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 24

25 Possiamo ora definire la procedura di ordinamento per inserzione come segue function insord(vet, x){ var i=0, trovato=false; while (i<vet.length &&!trovato) { if (a[i]<x) i++; else trovato=true;} if (!trovato) a[vet.length]=x; else { shiftrd(vet, i); vet[i]=x; } } i è la posizione in cui dobbiamo inserire il nuovo elemento, è cioè in caso di ordinamento crescente la posizione del primo elemento che risulta > del valore che stiamo inserendo. se sono ammessi elementi ripetuti cambia qualcosa? E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 25

26 Un altra soluzione più compatta Questa soluzione utilizza una funzione insertinpos con 3 parametri: l array vet, la posizione p in cui inserire l elemento l elemento da inserire x La funzione si preoccupa di spostare a destra tutti gli elementi, aumentando la dimensione dell array per poter memorizzare un elemento in più. function insertinpos(vet,p,x) { var j; for (j=vet.length; j>p; j--) vet[j]=vet[j-1]; vet[i]=x; } E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 26

27 La nuova definizione della funzione insord Notare la guardia del while (i<vet.length && a[i]<x). Questa condizione è corretta per la regola di valutazione stretta dell &&. Se la prima condizione i<vet.length è falsa, la seconda condizione a[i]<x non viene valutata. function insord(vet, x){ var i=0, while (i<vet.length && a[i]<x) i++; insertinpos(vet, i, x); } E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 27

28 Ancora un altra soluzione per insord Questa soluzione usa un metodo predefinito su oggetti array, invece della funzione insertinpos definita sopra: il metodo splice viene invocato con nomearray.splice(p,0,x), quindi abbiamo: function insord(vet, x){ var i=0, while (i<vet.length && a[i]<x) i++; vet.splice(i,0, x); } E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 28

29 Eliminazione di elementi da un array La rimozione di un elemento da un array non è un operazione primitiva e può essere effettuata solo attraverso i metodi: uno di questi è ancora il metodo splice, indicando la posizione del primo elemento da rimuovere e il numero di elementi da rimuovere, ad esempio con nomearray.splice(p,1), viene rimosso l elemento in posizione p : function EliminaElem(vet, x){ var i=0, while (i<vet.length && a[i]<=x) i++; if (i!=vet.length) vet.splice(i,1); } E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 29

30 Merge di due array ordinati a b c 0 Si scandiscono a e b insieme finchè entrambi contengono elementi e si seleziona l elemento più piccolo tra i due esaminati, che viene aggiunto a c dinamicamente. Abbiamo 3 indici uno per ogni array. E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 30

31 Merge di due array ordinati a b c Situazione finale E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 31

32 Merge di due array ordinati function merge (a,b){ var c=new Array(), i=0,j=0,k=0; while (i<a.length && j<b.length) {if (a[i] < b[j]) {c[k]=a[i]; i++;} else {c[k]=b[j]; j++;} k++;} while (i<a.length) {c[k]=a[i]; i++;k++;} while (j<b.length) {c[k]=b[j]; j++;k++;} return c; } E. Occhiuto Fondamenti Teorici e Programmazione- 437AA pag. 32