Introduzione alla programmazione in C++

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1 Introduzione alla programmazione in C++ Fondamenti di Informatica Roberto BASILI Marzo, 2007

2 La Programmazione Programmare significa: Determinare la natura del problema (analisi) Definire una decomposizione in sottoproblemi Determinare le utili strutture dei dati Definire le procedure risolutive (algoritmi) Codificare in un linguaggio di programmazione

3 Lo sviluppo di un programma (in C++) Scrittura, output: testo Compilazione, output: librerie del programma o errori detti di compilazione Linking (o collegamento) output: programma eseguibile Esecuzione

4 Lo sviluppo di un programma (in C++) La programmazione modulare

5 La Programmazione Analisi e decomposizione 2r ½πr 2 4r b h ½(b+2r)h = ½πr 2 + 4r 2 + ½(b+2r)h

6 La Programmazione Divide et impera!! Analisi e decomposizione 2r h ½πr 2 + 4r b 2 + ½(b+2r)h

7 La Programmazione Analisi e decomposizione Tutti i linguaggi di programmazione ad alto livello possiedono costrutti in grado di descrivere la soluzione di sottoproblemi e di garantire la ricomposizione delle soluzioni generali Le procedure (e funzioni) sono le procedure risolutive dei sottoproblemi Chiamare una procedura significa attivarne la esecuzione su un certo dato

8 La Programmazione Analisi e decomposizione Es. Area(Blob) = ½ ACerchio(1)+ 1 AQuadr(2)+ 2r ATrap(3)= 2 = ½ Acerchio(r)+ 3 h Aquadr(2r)+ ATrap(b,2r,h) Blob b dove Acerchio(r)= πr 2 Aquadr(l) = l 2 ATrap(b,B,h) =((b+b)*h)/2

9 Programmazione in C++ Gli elementi lessicali del linguaggio C++ comprendono tokens o parole (stringhe di caratteri) spaziature (caratteri, tabulazioni) commenti

10 Elementi Lessicali - Tokens Identificatori Parole chiave (o riservate) Espressioni letterali Operatori Separatori

11 Identificatori Identificano gli oggetti del programma: dati o operazioni _ e una lettera valida i caratteri maiuscoli e minuscoli (ad es. a ed A) sono diversi Es. A, a, cont, max, min, sqrt

12 Parole chiave Sono identificatori speciali che svolgendo un ruolo specifico per il linguaggio di programmazione non possono essere liberamente usati dal programmatore. Ad es. while, for, register, protected, public vd. elenco Appendice B, pag. 715

13 Espressioni letterali Sono usate per rappresentare (cioe dare un nome) a valori costanti per il programma a rappresenta il carattere a e lo distingue dall identificatore a; Oss: \n \t rappresentano il carattere di fine riga (non ritorno carrello) e tabulazione rispettivamente 234.0e2 e il numero reale Hello World! Bye!\n sono stringhe

14 Operatori e Separatori Sono caratteri speciali o loro sequenze che denotano operazioni Operatori: + - * / >>, <<,, && Separatori:, ; : ( ) { }

15 Struttura di un semplice programma in C++ Programma: [blocco_dich ] int main( [argomenti]) blocco_istruzioni blocco_istruzioni: { lista_istruzioni } main([argomenti]) { }

16 Istruzioni Dichiarazioni variabili, costanti, (tipi dato, funzioni, ) Espressioni Istruzioni strutturate (ad es. if-then-else)

17 Un esempio: un Cerchio Vedi dispense Programmi in C++ n.1 File: (Cerchio.pdf) Programma

18 Istruzioni di Input/Output elementari Input: cin >> identificatore inserisce il valore inserito dalla tastiera in identificatore cout << espressione stampa a schermo il valore corrente di espressione

19 Oggetti, variabili e tipi Gli oggetti corrispondono a aree di memoria e contengono valori Il nome consente di riferirsi all oggetto (per recuperare il suo valore/lettura o modificarne il suo contenuto/scrittura) Poiche dobbiamo dedicare aree di memoria agli oggetti dobbiamo conoscerne le caratteristiche => gli oggetti hanno un tipo nome valore

20 Tipi di dati Un insieme di valori legali per quel tipo (ad es. 13 per un intero, a per un carattere) Un insieme di operazioni legali su tali valori (ad esempio la divisione per gli interi) Variabili e costanti hanno un loro tipo: le prime vengono sempre dichiarate, le seconde ricevono il tipo dalla loro dichiarazione/assegnazione o dalla loro espressione letterale (ad es. \n )

21 Tipi di dato elementari Numeri interi: int, short, unsigned, long Numeri Reali: float, double Caratteri: char Tipo logico boolean: bool enumerati: enum

22 Tipi di dato elementari - Dichiarazione <Type> <var name > [=<legal_value>]; Es: int a; unsigned b = 1; long b; float x, y; double x = y = 1.2; char lettera; char lettera = d ; bool trovato; bool trabocco = true;

23 Espressioni Numeriche <Var_name> = <Espressione>; Es. Vedi programma: Tipi.cpp Vd. Sezione 1.2- Dispensa di Programmazione Operazioni aritmetiche e conversioni di tipo l operatore modulo: %

24 Espressioni booleane Vd. Dispensa di Programmazione Conversioni di tipo esplicite: il casting il tipo bool e le operazioni relazionali Dichiarazioni Operatori relazionali

25 Assegnamento Vd. Dispensa di Programmazione Espressioni concatenate Espressioni composte A=5; A=A+23; coincide con A+=23; A=A B; coincide con A =B Operatori di incremento e decremento, A++

26 Alcune funzioni di libreria La libreria math (vedi dispense Programmi C++) Costanti predefinite e, log2(e), log10(e), π, funzioni trigonometriche, logaritmiche funzioni di arrotondamento: troncamento: ceil(double) arrotondamento: floor(double)

27 Sommario Il progetto del software e un processo strutturato che culmina con la fase di codifica in un linguaggio di programmazione La programmazione quindi si concentra sulla progettazione di Sottoproblemi Dati Algoritmi (che risolvono i sottoproblemi individuali) e non SOLO sulla codifica

28 Sommario (2) Un linguaggio di programmazione prevede elementi lessicali (il suo vocabolario, le parole riservate, operatori e separatori) La sua grammatica, cioe le regole di buona formazione sintattica La semantica delle espressioni del linguaggio e data dalle procedure che vengono generate dal compilatore Gli errori sintattici sono riconoscibili dal compilatore

29 Sommario (3) Gli errori semantici del programma sono dovuti ad errori di programmazione: Errori accidentali (ad es. Il tentativo di dividere per 0 dovuto a configuazioni dei dati non previste dal programmatore) Errori sistematici (logica del programma errata, loops) Essi non possono essere riconosciuti nella fase di compilazione ma SOLO durante la fase di esecuzione

30 Sommario (4) I tipi di dato definiscono la rappresentazione delle informazioni interna al calcolatore (quindi i loro valori legali) Le operazioni legali sui tali informazioni I tipi numerici introducono approssimazioni che li rendono diversi dalle corrispondenti astrazioni matematiche Istruzioni C++: dichiarazioni, assegnamenti, espressioni (ad es. incremento)

31 Sommario (5) Abbiamo introdotto: La struttura di un programma in C++ La nozione di header file (ad es. #include <iostream> ) Le dichiarazioni delle variabili Le istruzioni di Ingresso/Uscita La compilazione/esecuzione di un programma La libreria matematica

32 Sommario (6) Sono stati forniti (almeno) 4 esempi di programmi Circonferenza ed Area di un Cerchio Programma Tipi.cpp Dichiarazioni ed uso di espressioni logiche Loop infinito

33 Esercizi Riscrivere il programma per il calcolo del cerchio e della circonferenza Scambio tra due valori (reali) forniti in ingresso Somma tra tre valori forniti in ingresso Stampare il valore reale qualsiasi fornito in ingresso con 3 cifre decimali dopo la virgola

34 Esercizi (2) Determinare la soluzione di una equazione di primo grado Determinare le radici di una equazione di secondo grado Determinare il massimo tra due numeri forniti in ingresso Determinare il massimo tra tre numeri forniti in ingresso Determinare il massimo tra N numeri forniti in ingresso

35 Esercizi (3) Data l equazione di una retta in forma implicita determinarne la intersezione con l asse delle x Data l equazione di due rette in forma implicita detrminare se esse sono: Parallele Secanti o Coincidenti

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