Paradigmi. Alcune ulteriori note

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1 Paradigmi Alcune ulteriori note

2 Il paradigma I linguaggi possono essere classificati anche in base al modello concettuale che implementano o descrivono: Imperativo Dichiarativo Funzionale Orientato agli oggetti

3 Procedure, routines, funzioni, Praticamente tutti i linguaggi consentono di identificare una porzione di codice riutilizzabile e richiamarla da più punti, o da altri programmi. I nomi variano ma: C è sempre un meccanismo per passare parametri C è un meccanismo per restituire risultati In questo caso parlo di funzioni In C ci sono solo funzioni

4 Procedure e oggetti In effetti possiamo considerare OOP come una estensione del concetto: I dati con il codice che li manipola Ma anche Il codice con i dati che manipola Un oggetto è l unione delle due cose, codice e dati, in un unica entità Ma attenzione, se ho tanti oggetti dello stesso tipo, avrò tante copie dei dati, ma non del codice

5 I/O nel linguaggio? In origine le specifiche del linguaggio includevano le primitive di I/O Fortran, Pascal, BASIC, Successivamente si è preferito escludere dalla definizione del linguaggio gli aspetti legati alla implementazione. In questo modo si isola la definizione del linguaggio dalle specificità di ogni diverso ambiente Quindi linguaggi come C prevedono librerie base (che sono oggetto di standard) e che devono essere presenti in ogni implementazione

6 Strong typing? Non tutti i linguaggi impongono la dichiarazione delle variabili E non tutti quelli che richiedono la dichiarazione impediscono al programmatore di mischiare tipi Un linguaggio fortemente tipizzato impedisce di mischiare tipi differenti e impone conversioni esplicite In questo modo il programmatore è costretto a dimostrare che sa cosa sta facendo Questo è particolarmente importante con l uso dei puntatori, che in C possono puntare ovunque e a qualsiasi cosa

7 Variabili e grandezze numeriche Come viene rappresentato in memoria un numero o un simbolo?

8 Variabili Gli algoritmi manipolano dati (informazioni) I dati devono essere mantenuti in memoria Il programmatore si riferisce ai dati utilizzando nomi simbolici che li identificano Le variabili Una variabile è un nome che identifica uno spazio in memoria dedicato a memorizzare un dato di un certo tipo

9 Standard? In realtà non esistono standard ufficiali Tutto sommato basta che un elaboratore sappia rileggere quello che scrive Ma si sono consolidati alcuni standard de facto Bit, byte, word, integer, long integer, single, double (questi ultimi sono uno standard IEEE) Stringhe zero terminated in ASCII o Unicode

10 Grandezze numeriche Bit 0 / 1 Byte, 8 bit: 0-256, Word o int, 16 bit: , Dword o longint, 32 bit: , Single: 32 bit in virgola mobile, 7 cifre significative, esponente Double: 64 bit in virgola mobile, 16 cifre

11 Stringhe C e Unix hanno introdotto la codifica delle stringhe oggi più diffusa: Un byte per carattere, fino al primo zero Lunghezza teoricamente illimitata Codifica ASCII ASCII rappresenta solo 256 caratteri Insufficienti per tutte le lingue Unicode usa due byte per carattere

12 Precisione Le apparenze ingannano: 1 / 3 = ? Evidentemente il problema è nella rappresentazione Infatti 1/3 scritto in base 3 è 0.1 La capacità del sistema di rappresentare accuratamente grandezze numeriche dipende dalla precisione (in bit) e dalla modalità con cui le memorizza

13 Excel sbaglia?

14 Propagazione di errori La rappresentazione è inesatta La precisione del calcolo peggiora progressivamente se valori inesatti sono utilizzati ripetutamente Quindi per avere un risultato ragionevolmente preciso può essere necessario eseguire i calcoli con precisione molto alta e si deve fare attenzione nella codifica di algoritmi ad approssimazioni successive

15 Compilatori per Windows Visual Basic, C#, C++ Scegliete quello che volete, o anche tutti Gratuito Volendo include anche Sql Server Express Eccellente per chi vuole sperimentare Ma limitato a Windows XP/Vista/Seven

16 Un interprete C Non perfettamente stabile ma facile da usare e da installare Consigliato per chi vuole sperimentare a casa senza le complicazioni della compilazione Ma attenzione a non sopravalutare le capacità dello strumento

17 Intervallo

18 Strutture aggregate Insiemi di dati trattati come una sola entità

19 Perché? Abbiamo visto come utilizzare variabili per memorizzare numeri (e stringhe) utilizzando nomi (un nome per ogni variabile). In realtà l implementazione di algoritmi anche semplici richiede quasi sempre la disponibilità di strutture dati: Vettori, matrici, (stringhe) Strutture composite come i nodi di un grafo In sostanza un nome si riferisce non ad una, ma a diverse variabili, aggregate in una singola struttura e trattabili insieme o singolarmente.

20 Vettori Un insieme (finito) di variabili dello stesso tipo, ordinate in base ad un indice: Int vect[10]; In memoria occupano uno spazio contiguo (dato dalla dimensione di un elemento per il numero di elementi) La posizione (indirizzo) dell elemento i (array[i]) si ottiene sommando alla posizione del primo il prodotto dell indice per la dimensione di un elemento.

21 Vettori Quindi il compilatore DEVE sapere l array di cosa è fatto, per poter generare il codice che calcola l indirizzo. Ma non è necessario che conosca il numero totale di elementi Ma potrebbe essere utile che controllasse per me la validità dell indice Tipicamente (ma non sempre) il primo elemento del vettore ha indice 0

22 Matrici Vettori con più di una dimensione, sempre di variabili dello stesso tipo: float vect[10][8]; vect: array(10,8) of integer; In C sono banalmente vettori di vettori: Float (vect[10]) [10] E sono memorizzati per righe, cioè una riga dopo l altra

23 Matrici Per calcolare la posizione di un elemento : Posizione di vect[x][y] : Posizione di vect[0][0] + x *(dimensione riga) + y*dimensione elemento Quindi per calcolare la posizione il compilatore deve sapere di cosa è la matrice e quale è la dimensione (il numero di elementi) di ogni riga

24 Matrici Si possono dichiarare vettori multidimensionali con un numero arbitrario di dimensioni Ma tipicamente l implementazione del linguaggio imporrà un limite Raramente capita di utilizzare più di 3 dimensioni

25 Strutture Vettori e matrici definiscono strutture di dati uniformi. Frequentemente è però utile raggruppare in un unica struttura informazioni relative ad una sola entità: Nome, cognome, codice fiscale, data di nascita, peso Da nodo, a nodo, costo

26 Ad esempio #include <stdio.h> typedef struct { int DaNodo; int ANodo; float Costo; } arco; arco a,b,c; int main (int argc, char *argv[]) { a.danodo=1; b.anodo=3; c.costo=1.23; a.costo=a.danodo*c.costo; }

27 Puntatori Spesso è necessario costruire strutture dati dove una variabile si riferisce ad un altra variabile. In teoria si potrebbe utilizzare un vettore di strutture e identificare un elemento con l indice nel vettore. Questo è però inefficiente e richiede l allocazione a priori del vettore, occupando spazio potenzialmente non necessario

28 Puntatori Un secondo utilizzo dei puntatori è per passare paramenti a funzioni per riferimento anziché per valore Se passo il parametro per riferimento, la funzione riceve e può modificare il dato originale, non una copia Inoltre il sistema non è costretto a copiare i dati, cosa importante se sono molti

29 Parametri Alcuni linguaggi utilizzano sintassi specifiche per indicare la modalità di passaggio dei parametri (ad esempio By Ref, By Val ). In C la cosa è esplicita, anziché la variabile passo un puntatore alla variabile.

30 Un esempio #include <stdio.h> #include <stdbool.h> void BubbleSort(int Size, int *Data) { bool Swapped = true; int main(int argc, char *argv[]) { int Array[10] = {1,3,6,4,8,1,2,4,5,0}; int i; BubbleSort(10, Array); } while (Swapped) { } int i=0; Swapped=false; for (i=0; i<size; i++) { } if (Data[i] > Data[i+1]) { } int t = Data[i+1]; Data[i+1]=Data[i]; Data[i]=t; Swapped=true; } for (i=0; i<10; i++) printf("%i\n", Array[i]);

31 Note dall esempio La funzione BubbleSort riceve un intero e un puntatore a un intero (non ad un vettore) Però poi lo usa come un vettore La funziona che la chiama passa il vettore, e se lo trova ordinato I dati nel vettore non vengono copiati