Fondamenti di Informatica 1. Prof. B.Buttarazzi A.A. 2010/2011

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1 Fondamenti di Informatica 1 Prof. B.Buttarazzi A.A. 2010/2011

2 Sommario Variabili di tipo Array Array bidimensionali Metodi statici Metodi statici della classe Math Esercizi 13/04/2011 Corso di Fondamenti di Informatica1 2

3 ARRAY Gli array ono oggetti utilizzati in Java per memorizzare elementi omogenei in locazioni di memoria contigue I componenti di un array: sono tutti dello stesso tipo possono essere di tipo primitivo o non (array, stringhe, oggetti) sono indicizzati con variabili di tipo int (l indice del primo elemento è 0), con controllo di validità degli indici a run-time Esempio: int a[ ]; /* dichiarazione dell identificatore a*/ a = new int[3]; /* creazione dell array a*/ oppure int a[] = new int[3]; // Dichiarazione e istanziazione (creazione) di un oggetto di tipo array a Dichiarare un oggetto a non significa creare un oggetto! a non contiene l oggetto a contiene il riferimento all oggetto a null null è una costante predefinita in Java che sta ad indicare che l oggetto referenziato dalla variabile non è stato ancora creato null rappresenta un valore che significa nessun riferimento, e che fisicamente è realizzata dal numero zero 3

4 E' possibile anche fare una assegnazione in fase di dichiarazione: int a[] = {1,2,3}; int a[] = {1,2,3}; è del tutto equivalente a: int[] a = new int[3]; a[0] = 1; a[1] = 2; a[2] = 3; a a[0] a (array a una dimensione) a[1] a[2] Dichiarare un oggetto a non significa creare un oggetto! a non contiene l oggetto a contiene il riferimento all oggetto La variabile dichiarata a (detta referenza o puntatore all'oggetto) contiene il riferimento necessario a trovare l oggetto puntato da a in memoria, in pratica a contiene l'indirizzo di una locazione di memoria a partire da cui l'oggetto è memorizzato.

5 La lunghezza(dimensione) di un array è il numero di elementi dell array la lunghezza di un array deve essere fissata al momento della sua creazione, e non può essere più cambiata è possibile accedere alla lunghezza di un array mediante la variabile length length è una variabile d istanza associata agli oggetti array <riferimento-array>. length Attenzione a non confondere la variabile length degli array con il metodo length()delle stringhe 5

6 ARRAY int vetta[] = {1,2,3}; int vettb[]; vettb = vetta; vetta e vettb sono variabili riferimento che puntano agli stessi valori. Una modifica su uno è vista anche dall'altro vetta vettb

7 ARRAY int vetta[] = {1,2,3}; int vettb[]; vettb = vetta; vettb[0] = 10; vetta e vettb sono variabili riferimento che puntano agli stessi valori. Una modifica su uno è vista anche dall'altro vetta vettb

8 Esercizio assegnato Scrivere un programma che trova il massimo elemento di un array a di double.

9 si presuppone che nel programma siano presenti tutte le istruzioni necessarie, quello che segue è solo il frammento di codice specifico double max = a[0]; for (int i = 1; i < a.length; i++) { if (a[i] > max) max = a[i]; }

10 double max = a[0]; for (int i = 1; i < a.length; i++) { if (a[i] > max) max = a[i]; } La strategia usata è quella di scorrere l'array tenendo da parte il massimo numero trovato fino a quel momento, in una variable max, e ogni volta che il numero considerato è più grande di max, cambiare il valore di max con il valore superiore trovato, cosicché alla fine del ciclo, max è il più grande valore in tutto l'array. L'unico problema è trovare un conveniente valore iniziale di max. A tale scopo conviene assegnare a max a[0], e proseguire poi scandendo l'array a partire da a[1], per trovare elementi maggiori.

11 Esercizio Scrivere un programma che dato un array a lo copia in un array b.

12 Esercizio Scrivere un programma che dato un array di double a lo copia in un array b. a 1 2 3

13 Esercizio Scrivere un programma che dato un array di double a lo copia in un array b. b a ricordiamo che per ottenere una copia di a, non basta scrivere double b[] = a; poiché questo non crea un nuovo array, ma semplicemente una nuova variabile b che si riferisce allo stesso array riferito da a (un cambiamento di a[i] cambierebbe anche b[i])

14 Per creare un array che sia effettivamente una copia identica di a, è necessario creare un nuovo oggetto-array grande come a e poi copiare singolarmente gli elementi da uno all'altro: double[] b = new double[a.length]; // crea un nuovo oggetto-array della stessa dimensione di a for (int i = 0; i < a.length; i++) b[i] = a[i]; // copia ogni elemento da a a b a b 1 2 3

15 Per creare un array che sia effettivamente una copia identica di a, è necessario creare un nuovo oggetto-array grande come a e poi copiare singolarmente gli elementi da uno all'altro: double[] b = new double[a.length]; // crea un nuovo oggetto-array della stessa dimensione di a for (int i = 0; i < a.length; i++) b[i] = a[i]; // copia ogni elemento da a a b a b anche in questo caso si presuppone che nel programma siano presenti tutte le istruzioni necessarie, quello riportato è solo il frammento di codice specifico

16 Array bidimensionali In Java gli array bidimensionali (matrici) possono essere creati tramite array di array

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18 Un array bidimensionale M può essere dichiarato come segue: int M[][] = new int[4][3]; in un array bidimensionale M, l espressione M.length denota il numero di righe di M (..in questo caso 4) in un array bidimensionale M, l espressione M[0].length denota il numero di colonne di M (..in questo caso 3)

19 Un array bidimensionale M può essere dichiarato come segue: int M[][] = new int[4][3]; M[0] è il riferimento all array corrispondente alla prima riga (quella di indice 0); M[0] [0] è il nome del primo elemento dell array (posizione: riga 0 colonna 0) M[i] [j] è il nome dell elemento generico dell array (posizione: riga i colonna j)

20 Esercizio Inizializzare l array bidimensionale M come indicato in figura e stamparlo

21 Esercizio Inizializzare l array bidimensionale M come indicato in figura e stamparlo int M[][] = new int[4][3];

22 Soluzione 1: Dichiarazione con inizializzazione int[][] M; M = new int[][] { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 }, { 10, 11, 12 } };

23 Soluzione 2: inizializzazione tramite variabile k int k=1; for (int riga = 0; riga < M.length ; riga++) { for (int col = 0; col <M[0].length; col++) { M[riga][col] = k++; } }

24 Stampa dell array M for (int i=0; i<m.length; i++) { for (int j=0; j<m[0].length; j++) System.out.print(M[i][j]+" "); System.out.println(); } La stampa produce:

25 Esercizio assegnato Inizializzare l array bidimensionale M con tutti 1 nella prima riga, 2 nella seconda riga e 3 nella terza riga. int M [][] = new int[3][4];

26 Soluzione for (int riga = 0; riga < 4; riga++) { for (int col = 0; col < 3; col++) { M[riga][col] = riga+1; } }

27 La prima volta che viene eseguito, il ciclo for esterno esegue (con riga = 0) il ciclo for interno tre volte, mettendo il valore 1 negli elementi della prima riga di M, M[0][0] = 1, M[0][1] = 1, M[0][2] = 1 La seconda esecuzione del for esterno riempirà la seconda riga di M, e..la quarta riempirà l'ultima riga.

28 Esercizio assegnato Inizializzare l array bidimensionale M con tutti 1 nella prima colonna, 2 nella seconda colonna e 3 nella terza colonna. int M [][] = new int[3][4];

29 Esercizio assegnato Scrivere un programma che generi l array bidimensionale M di dimensioni H,K (valori da leggere in input) e lo inizializzi con tutti 1 nella diagonale principale e 0 nei rimanenti elementi. Si stampi l array perverificare. int M [][] = new int[h][k];

30 Metodi statici per vettori e matrici Per rendere più semplice l uso degli array (unidimensionali e bidimensionali) è comodo creare metodi statici (che svolgono tali operazioni).

31 La classe Math La classe Math contiene metodi (funzioni) e costanti all interno del package java.lang che viene importato automaticamente I metodi della classe Math sono detti statici in quanto non prevedono la creazione di un oggetto.

32 Metodi statici della classe Math 13/04/2011 Corso di Fondamenti di Informatica1 32

33 Metodi statici della classe Math Math.pow(base, exp) nome della lasse nome del metodo parametri 13/04/2011 Corso di Fondamenti di Informatica1 33

34 Metodi statici della classe Math Math.sqrt(64) il risultato è 8 nome della lasse nome del metodo parametro 13/04/2011 Corso di Fondamenti di Informatica1 34

35 13/04/2011 Corso di Fondamenti di Informatica1 35

36 Esercizio Scrivere un programma Java che dopo aver letto in input il raggio di un cerchio ne calcola l area 13/04/2011 Corso di Fondamenti di Informatica1 36

37 Esercizio Scrivere un programma Java che dopo aver letto in input il raggio di un cerchio ne calcola l area metodo parametri costante 13/04/2011 Corso di Fondamenti di Informatica1 37

38 Metodi statici I metodi statici o di classe sono dei blocchi di codice richiamabili dal programmatore che eseguono delle elaborazioni (non prevedono la creazione di oggetti). Possono ritornare un valore Hanno dei parametri su cui lavorano Utili perché permettono: Risparmio di codice (e tempo) Riuso di codice Astrazione 13/04/2011 Corso di Fondamenti di Informatica1 38

39 Metodi statici Possono essere utilizzati per risolvere problemi complessi (se le operazioni primitive del linguaggio non sono sufficienti) Corrispondono a nuove funzioni 13/04/2011 Corso di Fondamenti di Informatica1 39

40 Realizzazione di metodi statici per vettori e matrici

41 Definizione informale di metodo I metodi possono essere visti come sotto-programmi che raggruppano istruzioni al loro interno. In altri linguaggi di programmazione sono chiamati procedure e funzioni. Concettualmente i metodi una volta definiti consentono di fare (tramite la loro chiamata) una stessa serie di operazioni in più punti del programma senza riscriverle, quindi snelliscono il programma. Servono anche a suddividere un programma complesso in piccole parti migliorandone la gestione e la leggibilità. I metodi vanno implementati e codificati all'interno della classe e fuori da qualsiasi altro metodo. Il metodo "main è un metodo speciale; Un metodo non può essere codificato e costruito all'interno di altro metodo, invece è possibile richiamare (o usare) i metodi in maniera annidata, o addirittura chiamando loro stessi (metodo ricorsivi) I metodi si scrivono in un modo (definizione) e si usano (chiamano) in un altro.

42 Definizione di metodo Regole di Sintassi <proprietà del metodo> <return-type> <method-name> ( <parameter-list> ) { statements } 1. proprietà del metodo (es. public static) 2. return-type = tipo del valore restituito dal metodo al mondo esterno (chiamante) 3. method-name = nome del metodo 4. parameter-list = lista dei parametri usati dal metodo preceduta dal tipo

43 Tipologie di Metodi Metodi Metodi come funzioni Restituiscono un valore di un certo tipo Contengono l istruzione return Generalmente vengono usati nelle espressioni Es. fattoriale(4) Metodi come sottoprogrammi Non restituiscono nessun valore (sono di tipo void) Vengono usati come particolari istruzioni Es. leggiarray(a);

44 import javax.swing.joptionpane; public class esempioarrayg{ public static void main(string[] args) { // TODO Auto-generated method stub int numero; do { String s = JOptionPane.showInputDialog("Immettere dimensione array "); numero=integer.parseint(s); } while (numero<=0); int A[] = new int[numero]; //lettura array for (int i=0;i<numero;i++) { A[i] = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog((i +1)+" numero")); }; //scrittura array String array =""; for (int i=0;i<a.length;i++) { array += A[i] ; if (i+1!=a.length) { array +=" "; } } JOptionPane.showMessageDialog(null," l'array inserito è: ["+array+"]"); } }

45 Esempi di definizione di metodi public static void leggiarray(int [] A) { /* legge uno alla volta gli elementi dell array A; utilizza pesantemente e positivamente gli effetti collaterali */ int i; // la variabile di iterazione /* ciclo di lettura degli elementi dell array */ for (i = 0; i < A.length; i++) { A[i] = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog((i +1)+" numero")); } } public static String stampaarray (int v[]) { String array =""; for (int i=0;i<v.length;i++) { array += v[i] ; if (i+1!=v.length) { array +=" "; } } return array; }

46 Esempi di definizione di metodi public static void leggiarray(int [] B) { /* legge uno alla volta gli elementi dell array B; utilizza pesantemente e positivamente gli effetti collaterali */ int i; // la variabile di iterazione /* ciclo di lettura degli elementi dell array */ for (i = 0; i < B.length; i++) { B[i] = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog((i +1)+" numero")); } } public static String stampaarray (int V[]) { String S =""; for (int i=0;i<v.length;i++) { S += V[i] ; } if (i+1!=v.length) { S +=" "; } } return S; tipo di ritorno propietà del metodo parametri del metodo nome del metodo

47 Esempi di definizione di metodi public static void leggiarray(int [] B) { /* legge uno alla volta gli elementi dell array B; utilizza pesantemente e positivamente gli effetti collaterali */ int i; // la variabile di iterazione /* ciclo di lettura degli elementi dell array */ for (i = 0; i < B.length; i++) { B[i] = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog((i +1)+" numero")); } } public static String stampaarray (int V[]) { String S =""; for (int i=0;i<v.length;i++) { S += V[i] ; } if (i+1!=v.length) { S +=" "; } } return S; tipo di ritorno propietà del metodo parametri del metodo nome del metodo

48 public class esempioleggiarray { public static void main(string args[]) throws NumberFormatException, IOException { int numero; do { String s = JOptionPane.showInputDialog("Immettere dimensione array "); numero=integer.parseint(s); } while (numero<=0); int A[] = new int[numero]; //lettura array leggiarray(a); //stampa array JOptionPane.showMessageDialog(null," l'array inserito è: ["+stampaarray(a)+"]"); }

49 public class esempioleggiarray { public static void main(string args[]) throws NumberFormatException, IOException { int numero; do { String s = JOptionPane.showInputDialog("Immettere dimensione array "); numero=integer.parseint(s); } while (numero<=0); int A[] = new int[numero]; //lettura array leggiarray(a); //stampa array JOptionPane.showMessageDialog(null," l'array inserito è: ["+stampaarray(a)+"]"); } Chiamata del metodo

50 public class esempioleggiarray { public static void main(string args[]) throws NumberFormatException, IOException { int numero; do { String s = JOptionPane.showInputDialog("Immettere dimensione array "); numero=integer.parseint(s); } while (numero<=0); int A[] = new int[numero]; //lettura array leggiarray(a); //stampa array JOptionPane.showMessageDialog(null," l'array inserito è: ["+stampaarray(a)+"]"); } Chiamata del metodo

51 Flusso di controllo main ( ) leggiarray (int [] B ) leggiarray(a); L esecuzione del main : si interrompe al momento della chiamata del metodo viene eseguito il passaggio dei parametri (B=A) viene eseguito il metodo invocato ; e si prosegue dalla prima istruzione seguente la chiamata.

52 Realizzazione di metodi statici per il calcolo del fattoriale

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57 Dati locali alle funzioni È possibile dichiarare variabili locali ad una funzione. Visibilità : Una variabile locale è visibile solo all interno del corpo della funzione dove essa è dichiarata. Ciclo di vita: Una variabile locale viene creata ogni volta che la funzione viene invocata e viene distrutta quando la funzione ha finito di essere eseguita (variabili automatiche). I parametri sono da considerarsi variabili locali.

58 Esempio L espressione che produce il valore che viene riportato deve essere consistente con il tipo di valore restituito dal metodo. F è una variabile locale. Viene creata ogni volta che il metodo viene invocato e viene distrutta quando il metodo ha finito di essere eseguito.

59 L output delle funzioni : l istruzione return Il tipo restituito da una funzione indica il tipo del valore che la funzione restituisce al chiamante. Una funzione che non restituisce alcun valore è di tipo void. L istruzione return all interno del corpo di una funzione specifica il valore che verrà restituito dalla stessa. L espressione specificata nel return deve essere conforme alla specifica di tipo dichiarata nell intestazione.

60 Funzioni che restituiscono un valore Se una funzione restituisce un valore: occorre specificare nell intestazione di che tipo è il valore restituito, e nel corpo della funzione deve essere presente almeno una istruzione return che specifica quale è il valore da restituire. essa può essere presente ovunque all interno del corpo.

61 Funzioni che non restituiscono valori Se una funzione non restituisce alcun valore: occorre specificare nell intestazione il tipo void, e nel corpo della funzione non è necessaria alcuna istruzione return. In questo caso, l esecuzione della funzione termina alla fine del corpo.