Programmazione Procedurale in Linguaggio C++

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1 Programmazione Procedurale in Linguaggio C++ Strutture di Dati Parte 1 Introduzione versione 2.0 Questolavoroè concessoin uso secondoi termini di unalicenzacreative Commons (vedi ultima pagina) G. Mecca Università della Basilicata mecca@unibas.it Strutture di Dati: Introduzione >> Sommario Sommario La lista Alcuni Esempi Archivio di Temperature Il Gioco del Lotto Studenti Universitari 2

2 Metodologia di Sviluppo il passo fondamentale è la scelta dell algoritmo (strategia) e la scrittura del codice sorgente Scelta della strategia strategia di rappresentazione dei dati (dichiarazioni) strategia di operazioni 3 Strategia di rappresentazione rappresentare i dati del problema attraverso le variabili del programma scegliere opportunamente i tipi di dato Tipi disponibili tipi di base e predefiniti tipi strutturati (array e record) ampia libertà nel costruire strutture complesse (nidificazione) 4

3 In generale per rappresentare i dati di problemi complessi (es: studenti, automobili), bisogna costruire una struttura di dati Struttura di dati strategia secondo la quale sono organizzate le variabili che rappresentano i dati del problema 5 Importanza della struttura di dati tipicamente i dati di un problema possono essere rappresentati utilizzando strutture diverse es: con record o senza record, con array monodimensionali o bidimensionali ecc. la scelta della rappresentazione influenza significativamente le operazioni si tratta di un passo estremamente delicato 6

4 Un possibile approccio imparare dall esperienza adottando strutture di dati notevoli Strutture di Dati Notevoli è possibile classificare la struttura dei dati dei problemi in alcune categorie ricorrenti per i quali esistono soluzioni sperimentate con algoritmi consolidati 7 Obiettivo di questa parte del corso studiare le tecniche per la costruzione di strutture di dati notevoli studiare i relativi algoritmi, che rappresentano tecniche notevoli di programmazione in modo da sapere come utilizzarle opportunamente 8

5 Un esempio tipico il problema richiede di trattare una collezione di dati (con struttura semplice o complessa) Collezione gruppo di dati tutti della stessa natura può contenere duplicati o meno può essere rilevante l ordine degli elementi o meno 9 Classificazione delle collezioni principali insieme: collezione in cui l ordine non è rilevante e senza duplicati es: i modelli delle automobili FIAT multinsieme: insieme con duplicati (meno frequente) lista: collezione in cui l ordine è rilevante e possono esserci duplicati es: numeri estratti sulla ruota di Roma es: voti riportati da uno studente 10

6 Esempi visti temperature medie: una lista di 12 (o 365) temperature partite di calcio: una lista di 9 partite Caratteristica comune dimensione fissata per tutta la durata del programma è sufficiente utilizzare array e record in generale non è così 11 Il caso più generale una lista di elementi (consente di rappresentare anche insiemi e multiinsiemi) di dimensione variabile (tra un esecuzione e l altra o durante la stessa esecuzione): consente aggiunte ed eliminazioni Soluzione la struttura di dati lista (fondamentale) 12

7 Alcuni Esempi Nel seguito alcuni esempi per mostrare la programmazione con le liste Esempi gestione dell archivio di temperature (con aggiunte ed eliminazioni) il gioco del lotto gestione dell archivio di studenti universitari 13 Archivio di Temperature Specifiche scrivere un programma che consente ad un centro di meteorologia di gestire le temperature rilevate giornalmente mantenendo l archivio su file aggiungere nuove temperature rilevate eliminare rilevazioni scorrette modificare valori rilevati elaborare i dati >> gestionetemperature1.cpp >> listadireali1.cpp 14

8 Archivio di Temperature La libreria contiene il codice per la gestione della lista Idea fondamentale utilizzare un array per contenere gli elementi della lista l array può essere anche parzialmente pieno viene utilizzata una variabile (indicatore di riempimento) per tenere traccia dell occupazione effettiva 15 Archivio di Temperature const int MAXDIM=100; struct lista { int indicatore; float valori[maxdim]; }; void main() { lista l;... } massima capienza per la lista indicatore di riempimento dell array array che contiene gli elementi della lista 16

9 Archivio di Temperature Indicatore di riempimento variabile intera che dice quanti elementi contiene in quel momento la lista può assumere valori tra 0 (lista vuota) e MAXDIM (lista completamente piena) deve essere gestita nel programma in modo tale che il suo valore rispecchi sempre il numero di elementi della lista questo è responsabilità del programmatore 17 Archivio di Temperature I operazione: lettura del numero di void leggi (lista &l) { elementi int i; cout << "Quanti valori contiene la lista? "; cin >> l.indicatore; for (i=0; i < l.indicatore ; i++) cin >> l.valori[i]; return; } II operazione: lettura degli elementi il ciclo è guidato dal valore dell indicatore 18

10 Archivio di Temperature è necessario distinguere il caso in cui la lista è vuota void stampa (lista l) { int i; cout << "Valori della lista" << endl; if (l.indicatore==0) { cout << "Lista vuota" << endl; } else { for (i=0; i < l.indicatore; i++) { cout << l.valori[i] << endl; } } } return; il ciclo di stampa è guidato dall indicatore 19 Archivio di Temperature è necessario distingure il caso in cui la lista è completamente piena void aggiungiincoda (lista &l, float elem, bool &esito){ if (l.indicatore==maxdim) { esito=false; } else { l.valori[l.indicatore] = elem; l.indicatore++; esito = true; } return; se c è spazio, il nuovo } elemento viene inserito nella prima posizione libera e cresce l indicatore 20

11 Alcuni Esempi La libreria il codice per la gestione della lista è riutilizzabile in tutte le applicazioni che gestiscono liste di reali tipico caso in cui è opportuno creare una libreria nota: la libreria presentata è una versione semplificata della tipica libreria per la gestione di liste (>>) 21 Il Gioco del Lotto Specifiche dati i 5 numeri estratti su una ruota del Lotto (es: Roma), acquisire dalla tastiera i dati di una giocata verificare che la giocata sia corretta, ovvero: (a) sia fatta al più di 5 numeri; (b) i numeri siano tutti diversi; (c) i numeri siano tutti compresi tra 1 e 90 se la giocata è corretta, verificare se contiene almeno un numero superiore a 80 e calcolare e stampare il punteggio della giocata rispetto ai numeri estratti >> lotto1.cpp 22

12 Il Gioco del Lotto Utilizzo della libreria: piccole forzature giocata: un insieme di numeri interi di dimensione variabile rappresentato attraverso una struttura di dati pensata per liste di numeri reali vantaggio: riutilizzo del codice estrazione: lista di numeri interi di dimensione fissata (si può usare un array) anche in questo caso il vantaggio è il riuso 23 Alcuni Esempi In altri casi la libreria non è immediatamente utilizzabile perché il programma utilizza una collezione di oggetti diversi Esempio l archivio degli studenti universitari in questi casi sono comunque riutilizzabili le stesse tecniche, ma devono essere riprogrammate 24

13 Studenti Universitari Specifiche dato un archivio di studenti universitari dell Università della Basilicata, memorizzato su file acquisire i dati degli studenti stampare i dati sullo schermo effettuare la ricerca dei dati di uno studente sulla base della sua matricola aggiungere i dati di un nuovo studente >> studenti1.cpp 25 Studenti Universitari struct studente { int matricola; string cognome, nome; int annocorso; }; massima capienza per la lista indicatore di riempimento dell array const int N=100; struct listastudenti { int indicatore; studente dati[n]; }; array che contiene gli elementi della lista; gli elementi sono di tipo studente 26

14 Strutture di Dati: Introduzione >> Sommario Riassumendo La lista Alcuni Esempi Archivio di Temperature Il Gioco del Lotto Studenti Universitari 27 Termini della Licenza Termini della Licenza This work is licensed under the Creative Commons Attribution- ShareAlike License. To view a copy of this license, visit or send a letter to Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA. Questo lavoro viene concesso in uso secondo i termini della licenza Attribution-ShareAlike di Creative Commons. Per ottenere una copiadella licenza, è possibile visitare oppure inviare una lettera all indirizzo Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA. 28