Programmazione Procedurale in Linguaggio C++

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1 Programmazione Procedurale in Linguaggio C++ Elementi di Base Parte 7 Dettagli e Approfondimenti versione 2.2 Questo lavoro è concesso in uso secondo i termini di una licenza Creative Commons (vedi ultima pagina) G. Mecca M. Samela Università della Basilicata Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Sommario Sommario Ricapitolazione ANSI C++ Compilatori in Ambiente Linux Approfondimenti sui Tipi di Dato Altri Tipi di Dato Operatore di Cast Espressioni Differenze con il C 2

2 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Ricapitolazione Ricapitolazione Elementi di Base nozioni sintattiche di base tipi di dato istruzioni di dichiarazione (costanti e var.) istruzioni di assegnazione espressioni istruzioni di lettura e stampa dei dati 3 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Ricapitolazione Nozioni Sintattiche di Base Direttive per librerie di sistema e librerie dell utente #include <iostream.h> (librerie di sistema) #include <fstream.h> (librerie di sistema) #include equazionilib.h (librerie utente) Commenti linea singola // questo è un commento multilinea /* commento */ 4

3 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Ricapitolazione Nozioni Sintattiche di Base Identificatori nomi degli oggetti di un programma (variabili, costanti, parametri, moduli) Regole sintattiche sequenza di lettere/cifre/_ primo carattere: lettera o _ codice ASCII a 7 bit sensibile alle maiuscole escluse le parole chiave riservate (es: main) 5 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Ricapitolazione Tipi di Dato Tipi di dato di base int: 32 bit in complemento a 2, da -2 miliardi a +2 miliardi circa float: 32 bit in v.m., da a circa double: 64 bit in v.m., da a ca. char: 8 bit, codice ASCII a 7 bit bool: 1 bit Tipo string: classe di oggetti del C++ 6

4 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Ricapitolazione Dichiarazioni Dichiarazioni di costante simbolica const <tipo> <identificatore> = <valore>; es: const float PIGRECO = ; Semantica spazio nella memoria del tipo specificato, non modificabile, contenente il valore Vantaggi poter cambiare il valore intervenendo solo sulla dichiarazione 7 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Ricapitolazione Dichiarazioni Dichiarazioni di variabili <tipo> <identificatore>; <tipo> <identif1>, <identif2>,... <identifn>; es: int raggio; es: float cerchio, circonf; Semantica spazio nella memoria del tipo specificato modificabile liberamente nel corso del programma (lettura o assegnazione) 8

5 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Ricapitolazione Dichiarazioni Attenzione subito dopo la dichiarazione il valore della variabile è casuale (indefinibile) è necessario inizializzare la variabile leggendone il valore da un flusso o con un istruzione di assegnazione Esempio int raggio; cin >> raggio; int raggio; raggio = 3; 9 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Ricapitolazione Dichiarazioni In alternativa inizializzazione contestuale alla dichiarazione es: int raggio = 0; Equivalente a due istruzioni int raggio; raggio = 0; 10

6 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Ricapitolazione Dichiarazioni Attenzione (2) possibili errori di rappresentazione Varie cause limitatezza dello spazio in memoria (trabocco) natura della rappresentazione in virgola mobile (arrotondamenti) 11 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Ricapitolazione Domande ed Esercizi di Riepilogo 12

7 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> ANSI C++ ANSI C++ Standard successivo alla prima introduzione Prevede alcune varianti nella sintassi Alcuni esempi cambiamenti nelle direttive di inclusione introduzione dei namespace cambiamenti nella struttura del programma principale 13 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> ANSI C++ Un Semplice Programma in ANSI C++ // Calcolo della superficie del cerchio #include <iostream> using namespace std; int main() { const float pigreco=3.14; int raggio; float cerchio, circonf; cout << Immetti la lungh. del raggio << endl; cout << (deve essere un numero intero) << endl; cin >> raggio; cerchio = raggio*raggio*pigreco; circonf = 2*pigreco*raggio; cout << La circonferenza misura: << circonf << endl; cout << Il cerchio ha superficie: << cerchio << endl; return 0; } 14

8 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> ANSI C++ ANSI C++ Le modifiche sono orientate prevalentemente alla programmazione a oggetti Complicano la descrizione del linguaggio es: concetto di namespace Nel seguito NON faremo riferimento al C++ ANSI 15 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> ANSI C++ Compilatori in Ambiente Linux Attenzione alcuni compilatori, però, richiedono necessariamente codice ANSI C++ Esempio GCC (GNU C Compiler) compilatore storico per Linux digerisce solo ANSI C++ Utilizzo compilazione: g++ <sorgente>.cpp esecuzione:./a.out >> 16

9 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> ANSI C++ Compilatori in Ambiente Linux La particolarità di gcc è una collezione di compilatori Compilatore FORTRAN g77 stesse modalità di funzionamento di gcc Utilizzo compilazione: g77 <sorgente>.for esecuzione:./a.out >> 17 Approfondimenti sui Tipi di Dato Finora ci siamo concentrati solo sui tipi di dato fondamentali del C++ Ma esistono altri tipi di dato le regole di compatibilità sono più complesse di quelle che abbiamo descritto 18

10 Altri Tipi di Dato Esistono altri tipi Intero corto: short int esempio: short int raggio; 16 bit di memoria, valori (-32768, ) Intero lungo: long int esempio: long int risultato; tipicamente: bit int = bit long int 19 Altri Tipi di Dato Intero con segno/senza segno signed int risultato; signed short int risultato; unsigned int risultato; unsigned long int risultato; Reali lunghi: long double esempio: long double circonferenza; tipicamente: #bit double = #bit long double 20

11 Altri Tipi di Dato Caratteri con segno/senza segno char car1; unsigned char car2; Inoltre esiste un tipo per rappresentare caratteri al di fuori del set di caratteri ASCII standard tipo wchar_t ( wide char type ) normalmente 16 bit per la rappresentazione dipende dal compilatore 21 Altri Tipi di Dato Operatore sizeof restituisce la dimensione in byte di una variabile o di un tipo Esempi int i; cout << "i : " << sizeof(i); //4 cout << "short int: " << sizeof(short int); //2 cout << "int : " << sizeof(int); //4 cout << "long int: " << sizeof(long int); //4 cout << "char : " << sizeof(char); //1 cout << "float: " << sizeof(float); //4 cout << "double: " << sizeof(double); //8 cout << "long double: << sizeof(long double);//10 22

12 Una Classificazione Complessiva Tipi di base del C++ tipi enumerabili tipo booleano tipi carattere tipi interi tipi in virgola mobile bool char unsigned char wchar_t short int long unsigned short unsigned int unsigned long float double long double 23 Compatibilità tra Tipi Le regole di compatibilità tra tipi sono più complesse di quanto visto finora tutti i tipi di base sono compatibili tra loro In particolare il tipo char è considerato un tipo numerico (valore di un carattere pari al codice ASCII) il tipo bool è considerato un tipo numerico (valore pari a 0 oppure 1); qualsiasi valore diverso da 0 è considerato true 24

13 Compatibilità tra Tipi Esempio: int i; bool b; char c; c = a ; i = c; // assegno un char ad un int b = i; // assegno un int ad un bool cout << c << << i << b; a Compatibilità tra Tipi Gerarchia di Tipi Numerici tipo booleano: bool (tipo meno generale) tipi carattere: char, unsigned char tipi interi: short int, int, long int (tutti signed e unsigned) tipi reali: float, double, long double (tipi più generali) Nelle espressioni sono compatibili troncamento e ampliamento 26

14 Compatibilità tra Tipi Attenzione queste sono da considerarsi idiosincrasie del C/C++ (non presenti in FORTRAN) è opportuno evitare di utilizzare queste funzionalità (i caratteri sono diversi dagli interi) è importante conoscerle perché a volte nascondono errori (es: assegnazioni errate) 27 Concetto di Cast Importante Conversioni di tipo vengono effettuate automaticamente consistono nel trasformare la rappresentazione in memoria di un valore Esempio valore bool (1 bit) >> valore int (32 bit) valore int (32 bit c.2) >> valore double (64 bit v.m.) 28

15 Concetto di Cast Normalmente le conversioni di tipo vengono effettuate automaticamente dal processore ma possono essere richieste esplicitamente dal programmatore Operazioni di Cast operazione attraverso cui il programmatore chiede esplicitamente di trasformare la rappresentazione di un valore 29 Concetto di Cast Operatori di Cast l operazione viene realizzata attraverso opportuni operatori unari un operatore per ciascun tipo che trasformano un valore di un tipo nel corrispondente valore di un altro Esempio es: float x; int i; x = (float)3; i = (int)x; 30

16 Compatibilità tra Tipi Sintassi (<tipo>)<valore> Semantica la rappresentazione in memoria del <valore> viene trasformata nella corrispondente rappresentazione del valore del <tipo> specificato ampliamento o troncamento 31 Compatibilità tra Tipi Utilizzo consentono di controllare le trasformazioni di tipo nelle espressioni Esempio: float media; int sommavoti, numesami; sommavoti = 64; numesami = 3; media = sommavoti/numesami; cout << media; 21 media = (float)sommavoti/numesami; cout << media; 32

17 Compatibilità tra Tipi Attenzione l operatore ha priorità molto alta attenzione all ordine di applicazione media = (float)sommavoti/numesami; cout << media; media = ((float)sommavoti)/numesami; cout << media; media = (float)(sommavoti/numesami); cout << media; Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Espressioni Espressioni Un altro esempio di stranezza del C/C++ in C++ tutte le istruzioni sono in effetti considerate espressioni ovvero regole per calcolare un valore In particolare le istruzioni di assegnazione sono complessivamente anche espressioni le istruzioni di lettura e stampa sono complessivamente anche espressioni 34

18 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Espressioni Assegnazioni Operatore di assegnazione (=) ha una duplice funzione assegna il valore a destra alla variabile a sinistra restituisce il valore assegnato Esempio int a; a = 1; // assegna 1 ad a e restituisce 1 E possibile includere le assegnazioni in espressioni più complesse 35 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Espressioni Assegnazioni Esempio n.1 int a, b, c; a = (a = 5) + (b = 7); equivalente a; a = 5; b = 7; c = a + b; Esempio n.2 int a, b, c; a = (b = (c = 0)); // equivalente a a=b=c=0; equivalente a; c = 0; b = 0; a = 0; 36

19 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Espressioni Istruzioni di Lettura e Stampa Operatore di Lettura (>>) ha una duplice funzione acquisisce il valore da assegnare alla var restituisce 1 se la lettura si è svolta correttamente, 0 se c è stato un errore Anche in questo caso è possibile combinare le istruzioni di lettura e stampa in espressioni più complesse Esempio int a, b, c; cout << (cin >> a); // stampa 0 se c è errore 37 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Espressioni Espressioni Possono essere complesse Il C++ fornisce numerosi altri operatori le regole di precedenza sono intricate Esempi operatori bit a bit : &,, ~ operatori di scorrimento: >>, << operatore condizionale:? operatore virgola :, 38

20 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Espressioni Espressioni Operatori unari con effetti collaterali possono essere postfissi o prefissi Operatore postfisso effetto collaterale dopo la valutazione es: a++ (valuta a e poi la incrementa) Operatore prefisso effetto collaterale prima della valutazione es: ++a (incrementa a e poi valuta) 39 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Espressioni Espressioni Esempio 1 int i, j, k; i = 10; j = 20; k = i++ + j; // k vale 30 Esempio 1 int i, j, k; i = 10; j = 20; k = ++i + j; // k vale 31 prima viene valutata la sottoespressione a (valore 10) e poi la variabile viene incrementata prima viene incrementata la variabile a (valore 11) e poi viene valutata la sottoespressione 40

21 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Espressioni Una Annotazione Importante Attenzione è possibile programmare benissimo anche ignorando le stranezze descritte in questa lezione anzi, per molti versi si programma meglio se queste cose non vengono usate servono a rendere più compatto ma anche più incomprensibile il codice 41 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Differenze con il C Differenze con il C In generale il C è molto simile al clean C che abbiamo approfondito per alcuni aspetti è più spartano e questo lo rende in molti casi più complesso come linguaggio di programmazione Nel seguito l elenco delle principali differenze 42

22 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Differenze con il C Differenze con il C Attenzione imparare a scrivere programmi complessi in C NON è tra gli obiettivi del corso si tratta di un livello secondario le differenze vengono illustrate a scopo di completezza, e per preparare gli studenti che dovessero successivamente programmare in C ad ulteriori approfondimenti 43 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Differenze con il C Differenze con il C Tipo di ritorno del main normalmente int (non void, come ANSI C++) Libreria di input/output #include <stdio.h> Definizione di costanti esiste la parola chiave const, ma ha una semantica leggermente diversa normalmente si utilizza la direttiva #define es: #define PIGRECO

23 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Differenze con il C Differenze con il C Istruzioni di lettura e di stampa sono basate sui flussi standard di ingresso e uscita come in tutti i linguaggi ma ci sono differenze sintattiche Differenza principale non esistono cout e cin (che sono oggetti) istruzione printf per scrivere dati istruzione scanf per leggere dati 45 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Differenze con il C Istruzione printf Sintassi printf(<stringa>); printf(<stringaformato>, argomenti); Stringa formato stringa che descrive la natura degli argomenti successivi Esempi printf( Immetti il valore \n ); printf( Il cerchio vale: %d, cerchio); 46

24 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Differenze con il C Istruzione printf Descrittori di formato %d: numero intero %f: numero reale %c: carattere singolo %s: sequenza di caratteri (stringa) Attenzione in C non esiste il tipo stringa le stringhe si rappresentano come array di caratteri 47 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Differenze con il C Istruzione scanf Sintassi printf(<stringaformato>, &variabile); Stringa formato analoga a quella della printf Esempi scanf( %d, &raggio); ATTENZIONE ATTENZIONE: la mancanza della & è una fonte di errore molto frequente è indispensabile la & prima della variabile 48

25 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Differenze con il C Istruzione scanf Infatti scanf è una procedura il secondo argomento deve essere modificato attraverso il corrispond. param. Ma in C esistono solo parametri standard per simulare la semantica dei parametri per riferimento si utilizzano i puntatori 49 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Differenze con il C Un Semplice Programma in C // Calcolo della superficie del cerchio #include <stdio.h> #define PIGRECO 3.14 int main() { // Dichiarazioni int raggio; float cerchio, circonf; // Operazioni printf("immetti la lungh. del raggio\n"); printf("(deve essere un numero intero)\n"); scanf("%d", &raggio); cerchio = raggio * raggio * PIGRECO; circonf = 2 * PIGRECO * raggio; printf("la circonferenza misura: %f \n", circonf); printf("il cerchio ha superficie: %f \n", cerchio); return 0; } >> 50

26 Elementi di Base: Dettagli e Approfondimenti >> Sommario Riassumendo Ricapitolazione ANSI C++ Compilatori in Ambiente Linux Approfondimenti sui Tipi di Dato Altri Tipi di Dato Operatore di Cast Espressioni Differenze con il C 51 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 copia della licenza, è possibile visitare oppure inviare una lettera all indirizzo Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA. 52