Istruzioni di Ciclo. Unità 4. 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 Ripetizione di istruzioni Istruzione while Ciclo di lettura Schemi di ciclo Istruzione for Istruzione do Cicli annidati Istruzioni di controllo del flusso Pagina 6

7 Istruzioni di controllo del flusso Finora abbiamo visto diversi tipi di istruzioni (senza contare le dichiarazioni): istruzioni semplici: invocazione di funzioni istruzioni semplici, ovvero assegnazione o uso di un operatore di incremento/decremento seguito da ";" istruzioni di uscita (break e return) istruzioni composte (o strutturate) blocco di istruzioni ({) istruzioni condizionali (if-else, if, switch) Pagina 7

8 Ripetizione di istruzioni Nei linguaggi di programmazione esistono due modi per ottenere la ripetizione di istruzioni: l'utilizzo di istruzioni di ciclo (o iterative), che sono una forma di istruzione composta l'utilizzo di funzioni ricorsive Pagina 8

9 Cicli definiti ed indefiniti Si distinguono due tipi di ciclo, che si differenziano in base a come viene determinato il numero di iterazioni (ripetizioni del corpo del ciclo): Nei cicli definiti il numero di iterazioni è noto prima di iniziare l'esecuzione del ciclo. Nei cicli indefiniti il numero di iterazioni non è noto prima di iniziare l'esecuzione del ciclo, ma è legato al verificarsi di una condizione (questo dipende a sua volta dalle operazioni eseguite nel corpo del ciclo). Pagina 9

10 Esempi Ciclo definito: per 10 volte ripeti la stampa di un *. Ciclo indefinito: finché l utente non sceglie di smettere, stampa un * e chiedi all utente se smettere. In C++, entrambi i tipi di ciclo possono essere realizzati attraverso l istruzione while. Pagina 10

11 Ciclo while L istruzione while consente la ripetizione di una istruzione. Sintassi while (condizione) istruzione condizione è un espressione istruzione (detta anche il corpo del ciclo) è una singola istruzione (anche composta come un blocco di istruzioni) Pagina 11

12 Semantica viene valutata prima la condizione se è vera, viene eseguita istruzione e si torna a valutare la condizione, procedendo così fino a quando condizione diventa falsa a questo punto si passa ad eseguire l istruzione che segue il ciclo while il corpo del ciclo viene eseguito finché la condizione si mantiene vera. Non appena questa diventa falsa, si esce dal ciclo e si continua l esecuzione con l istruzione successiva al while. Pagina 12

13 Esempio stampa di 100 asterischi (ciclo definito) int i = 0; while (i < 100) { cout << "*"; i++; Pagina 13

14 Controllo del flusso while (condizione) { istruzione-1 istruzione-n istruzione-n+1 true istruzione-1 istruzione-n condizione false istruzione-n+1 Pagina 14

15 Ciclo while per la lettura lettura e stampa su video di un insieme di caratteri in input. double a; cout << "inserisci dato: "; cin >> a; while (!cin.eof()) { cout << "grazie, ho letto il dato: " << a << endl; cout << "inserisci dato: "; cin >> a; ciclo indefinito Le iterazioni continuano fino a quando non vengono premuti contemporaneamente i tasti Ctrl e Z (EOF). Infatti, cin.eof() restituisce il valore true quando l utente preme i tasti Ctrl-Z. Pagina 15

16 Esempio stampa del doppio degli interi letti in input. #include <iostream> #include <cmath> using namespace std; ciclo indefinito int main (){ int i; cout << "inserisci intero: "; cin >> i; while (!cin.eof()) { cout << "doppio di : " << i << " = " << i*2 << endl; cout << "inserisci intero: "; cin >> i; Pagina 16

17 Struttura generale del ciclo di lettura lettura del primo elemento; while (elemento è valido) { elaborazione elemento; lettura elemento successivo; Pagina 17

18 Esempio di ciclo while: divisione con le sottrazioni int dividendo, divisore, quoziente, resto; dividendo =...; divisore =...; quoziente = 0; resto = dividendo; ciclo while (resto >= divisore) { definito quoziente++; resto -= divisore; cout << "quoziente = " << quoziente << endl; cout << "resto = " << resto << endl; Pagina 18

19 Esempio di ciclo while: potenza int base, esponente, potenza; base =...; esponente =...; potenza = 1; while (esponente > 0) { potenza *= base; esponente--; ciclo definito Pagina 19

20 Esempio di ciclo while: prodotto con le somme int moltiplicando, moltiplicatore, prodotto; moltiplicando =...; moltiplicatore =...; prodotto = 0; while (moltiplicatore > 0) { ciclo prodotto += moltiplicando; definito moltiplicatore--; Pagina 20

21 Elementi caratteristici nella progettazione di un ciclo definizione del valore delle variabili utilizzate nel ciclo prima dell inizio dell esecuzione del ciclo inizializzazione while (condizione) { operazione passo successivo espressione valutata all inizio di ogni iterazione, il cui valore di verità determina l esecuzione del corpo del ciclo o la fine del ciclo calcolo del risultato parziale ad ogni iterazione del ciclo (nel corpo del ciclo) operazione di incremento/decremento della variabile che controlla le ripetizioni del ciclo (nel corpo del ciclo) 18 Marzo 2011 Pagina 21

22 Terminazione Una volta progettato il ciclo occorre verificarne la terminazione. Occorre, cioè, verificare che l esecuzione delle istruzioni del ciclo possa modificare il valore della condizione in modo da renderla falsa. Esempio l'istruzione moltiplicatore--; consente di rendere la condizione (moltiplicatore > 0) falsa, se moltiplicatore è un numero intero positivo. Pagina 22

23 Algoritmo: proprietà Un algoritmo è caratterizzato da: non ambiguità: le istruzioni devono essere univocamente interpretabili dall esecutore eseguibilità: ogni istruzione deve poter essere eseguita (in tempo finito) con le risorse a disposizione finitezza: l esecuzione dell algoritmo deve terminare in tempo finito per ogni insieme di dati in ingresso Pagina 23

24 Errori comuni nella scrittura di cicli while Mancata inizializzazione di una variabile che viene utilizzata nella condizione del ciclo. int i; while (i!= 0) { cin >> i; cout << i*i << endl; cout << "prossimo intero" << endl; Pagina 24

25 Errori comuni nella scrittura di cicli while Mancato aggiornamento delle variabili che compaiono nella condizione del ciclo. int i; cout << "inserisci intero: "; cin >> i; while (!cin.eof()) { cout << "quadrato di " << i << " = " << i*i << endl; Pagina 25

26 Errori comuni nella scrittura di cicli while Numero di iterazioni errato di 1 Esempio: stampa di 10 asterischi int i = 0; while (i <= 10) { //corretto: (i < 10) cout << "*"; i++; Pagina 26

27 Schemi di ciclo contatore: conta il numero di valori in un insieme accumulatore: accumula i valori di un insieme valori caratteristici di un insieme: determina un valore caratteristico tra i valori in un insieme (ad esempio, il massimo, quando sui valori dell'insieme e definito un ordinamento) Pagina 27

28 Schema di ciclo contatore: numero di interi immessi in input int contatore = 0; double a; cout << "inserisci dato: "; cin >> a; while (!cin.eof()) { contatore++; cout << "ho letto: " << a << endl; cout << "inserisci dato: "; cin >> a; cout << endl << "Fine lettura, ho letto " << contatore << " dati << endl; Pagina 28

29 Schema di ciclo contatore: numero di interi positivi immessi in input int contatore = 0; int i; cout << "inserisci dato: "; cin >> i; while (!cin.eof()) { if (i > 0) contatore++; cout << "ho letto: " << i << endl; cout << "inserisci dato: "; cin >> i; cout << endl << "Fine lettura, ho letto " << contatore << " interi positivi" << endl; Pagina 29

30 Schema di ciclo accumulatore: somma valori interi int i; // intero corrente int somma; // variabile usata come accumulatore somma = 0; cout << "inserisci dato: "; cin >> i; while (!cin.eof()) { somma = somma + i; cout << "inserisci dato: "; cin >> i; cout << endl << "Totale = " << somma << endl; Pagina 30

31 Schema di ciclo accumulatore: prodotto valori interi int i; // intero corrente int prodotto = 1; // variabile usata come // accumulatore cout << "inserisci dato: "; cin >> i; while (!cin.eof()) { prodotto = prodotto * i; cout << "inserisci dato: "; cin >> i; cout << endl << "Prodotto totale = " << prodotto << endl; Pagina 31

32 Schema di ciclo valori caratteristici di un insieme: massimo di un intervallo noto int max; //massimo corrente max = 0; //valore fuori dall insieme int i; cout << "inserisci dato: "; cin >> i; while (!cin.eof()) { if (i > max) max = i; cout << "inserisci dato: "; cin >> i; cout << endl; if (max == 0) cout << "insieme di valori vuoto" << endl; else cout << "Massimo letto = " << max << endl; Problema trovare il massimo di un insieme di numeri interi dati in input. Assunzioni intervallo di interi noto, è possibile denotare valori estremi (es. tutti i valori sono > 0) l insieme di interi può essere vuoto Pagina 32

33 Schema di ciclo valori caratteristici di un insieme: massimo di un insieme non vuoto double f; // reale corrente double max; // massimo corrente cout << "inserisci dato: "; cin >> f; max = f; while (!cin.eof()) { if (f > max) max = f; cout << "inserisci dato: "; cin >> f; cout << endl << "Massimo = " << max << endl; Problema trovare il massimo di un insieme di numeri reali dati in input. Assunzioni nell insieme vi è almeno un reale l intervallo di reali non è noto, non si possono denotare i valori estremi. Pagina 33

34 Schema di ciclo valori caratteristici di un insieme: massimo nel caso generale double f; //reale corrente double max = 0; //massimo corrente cin >> f; if (cin.eof()) cout << "insieme di valori " "vuoto" << endl; else { max = f; while (!cin.eof()) { if(f > max) max = f; cout << "inserisci dato: "; cin >> f; cout << endl << "Massimo letto = " << max << endl; Problema trovare il massimo di un insieme di numeri reali dati in input. Assunzioni l insieme di reali potrebbe essere vuoto l intervallo di reali non è noto Pagina 34