Programmazione Procedurale in Linguaggio C++

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1 Programmazione Procedurale in Linguaggio C++ Strutture di Dati Conclusioni parte b versione 2.2 Questo lavoro è concesso in uso secondo i termini di una licenza Creative Commons (vedi ultima pagina) G. Mecca Università della Basilicata mecca@unibas.it Strutture di Dati: Conclusioni >> Sommario Sommario Alcune Tecniche Notevoli Verifica di Condizioni Locali Verifica di Condizioni Globali Tecniche Algoritmiche: Riassunto Errori Frequenti 2

2 Alcune Tecniche Notevoli Nel programma sul lotto alcune tecniche notevoli verifica di condizioni su una collezione Verifica di condizioni due tipologie verifica di condizioni locali verifica di condizioni globali 3 Alcune Tecniche Notevoli Condizione locale condizione su un numero limitato di valori vicini della collezione es: la lista contiene almeno un numero superiore a 80 es: la lista contiene almeno un numero superiore al successivo es: la lista contiene almeno tre numeri consecutivi minori di 0 4

3 Alcune Tecniche Notevoli Condizione globale condizione sulla collezione nel complesso es: tutti i numeri sono compresi tra 1 e 90 es: tutti i numeri sono diversi tra di loro es: la lista contiene tre numeri negativi (in posizioni qualsiasi) 5 Alcune Tecniche Notevoli Differenza tra i due casi la verifica di condizioni locali è algoritmicamente intuitiva posso effettuarla durante la scansione la verifica di condizioni globali è meno intuitiva sembrerebbe che sia necessario esaminare tutti i valori contemporaneamente (?) 6

4 Verifica di Condizioni Locali Un Esempio verificare che la giocata contenga almeno un numero superiore a 80 Idea fino a prova contraria, non è soddisfatta analizzo con un ciclo i valori della giocata se trovo un numero che soddisfa, mi fermo e restituisco vero, altrimenti restituisco falso 7 Verifica di Condizioni Locali bool numerialti(lista giocata) { bool trovato; int i; trovato = false; i = 0; while (!trovato && i < giocata.indicatore) { if (giocata.valori[i] > 80) { trovato = true; else { i++; return trovato; fino a prova contraria la condizione non è soddisfatta se trovo un valore > 80 la condizione è soddisfatta e il ciclo si ferma 8

5 Verifica di Condizioni Locali Nota condizione del ciclo while (!trovato && i<giocata.indicatore) {... la variabile booleana trovato viene usata come flag (bandiera) per comandare il ciclo Il ciclo si ferma se viene trovato un elemento > 80 (è inutile a questo punto guardare i successivi) oppure gli elementi sono finiti 9 Verifica di Condizioni Locali Al solito è possibile anche scrivere la funzione senza utilizzare il flag (programm. non strutturata) bool numerialti(lista giocata) { int i; for (i = 0; i < giocata.indicatore; i++) { if (giocata.valori[i] > 80) { return true; return false; 10

6 Verifica di Condizioni Locali Attenzione viceversa è scorretta la versione: bool numerialti(lista giocata) { int i; bool trovato = false; for (i = 0; i < giocata.indicatore; i++) if (giocata.valori[i] > 80) { trovato = true; i giocata.valori[i] else { 0 10 trovato = false; 1 85 return trovato; esempio: <10, 85, 4, 3> trovato false true false false 11 Verifica di Condizioni Locali Attenzione allo sconfinamento se la condizione locale richiede di ispezionare più di un elemento alla volta, è necessario fermare il ciclo prima del solito Esempio verificare se la lista contiene tre elementi negativi consecutivi 12

7 Verifica di Condizioni Locali bool trenumerialticonsecutivi(lista giocata) { bool trovato; int i; trovato = false; i = 0; while (!trovato && i < giocata.indicatore - 2) { if (giocata.valori[i] > 80 && giocata.valori[i+1] > 80 && giocata.valori[i+2] > 80) { trovato = true; i++; return trovato; 13 Verifica di Condizioni Globali Apparentemente più complessa Due possibili tecniche Conteggio conto gli elementi che soddisfano la condizione e poi confronto il risultato con un numero di riferimento Riduzione a condizione locale mi riduco se possibile a verificare una condizione locale equivalente 14

8 Verifica di Condizioni Globali Conteggio scandisco per contare quanti elementi soddisfano la condizione al termine verifico se la condizione globale è soddisfatta Esempi es: la lista contiene almeno 3 numeri negativi; conto i numeri < 0; al termine verifico se sono almeno 3 es: tutti i numeri sono compresi tra 1 e 90 conto i numeri tra 1 e 90 e confronto con l indicatore di riempimento 15 Verifica di Condizioni Globali Nota questo approccio è relativamente inefficiente infatti, per contare devo sempre esaminare tutti gli elementi utilizzo tipicamente un ciclo for per scandire la lista completamente in molti casi questo è inutile 16

9 Verifica di Condizioni Globali ATTENZIONE alla riduzione Riduzione a condizione locale idea: molto spesso una condizione globale è la negazione di una condizione locale es: tutti i numeri sono compresi tra 1 e 90 >> non esiste un numero <1 o >90 es: tutti i numeri sono diversi >> non esiste un numero che compare più volte nella lista posso quindi verificare la condizione locale 17 Verifica di Condizioni Globali Riduzione (continua) devo però ragionare al contrario: per verificare se la cond. globale è soddisfatta, devo verificare se la cond. locale è violata fino a prova contraria, la condizione globale è soddisfatta (tutti i numeri sono tra 1 e 90) scandisco la lista, e se verifico che localmente la condizione è violata (c è un numero <1 oppure >90), vuol dire che la condizione globale non è soddisfatta 18

10 Verifica di Condizioni Globali bool valoriammessi(lista giocata) { bool ammessi; int i; ammessi = true; i = 0; while (ammessi && i < giocata.indicatore) { if (giocata.valori[i]>90 giocata.valori[i]<1) ammessi = false; else i++; return ammessi; fino a prova contraria la condizione globale è soddisfatta (tutti numeri ammessi) se trovo un valore che viola localmente la condizione, la condizione globale non è soddisfatta e il ciclo si ferma 19 Verifica di Condizioni Globali bool valoriammessi(lista giocata) { int i; for (i = 0; i < giocata.indicatore; i++) { if (giocata.valori[i] > 90 giocata.valori[i] < 1){ return false; return true; 20

11 Tecniche Algoritmiche: Riassunto Riassumiamo le principali tecniche viste somma con accumulatore conteggio con contatore uso dei flag per controllare un ciclo ricerca del minimo e del massimo verifica di condizioni locali e globali operazioni sulle liste: inserimenti, cancellazioni, ricerche 21 Tecniche Algoritmiche: Riassunto Altre tecniche viste utilizzo di menu con comandi numerici generazione di numeri casuali tecniche per la gestione dei formati dei file 22

12 Tecniche Algoritmiche: Riassunto Utilizzo delle tecniche in fase di progetto dell algoritmo, procedo per decomposizioni ( dall alto in basso ) utilizzo sottoprogrammi opportuni per eseguire le operazioni individuate ripeto il procedimento quando necessario cerco però di ridurmi, quando possibile, a tecniche note, e di riutilizzarne il codice in questo caso procedo dal basso in alto 23 Il Gioco del Lotto: Esempio n.1 Verifica che i numeri siano tutti diversi per la soluzione posso comporre due tecniche algoritmiche notevoli verifica di condizione globale per riduzione (non esiste un numero che compare più di una volta) conteggio (conto il numero di occorrenze di ogni elemento della giocata) 24

13 Numeri Tutti Diversi int contaoccorrenze (lista l, float elem) { int i; int conta = 0; for (i = 0; i < l.indicatore; i++) { if (l.valori[i] == elem) { conta++ return conta; 25 Numeri Tutti Diversi bool tuttidiversi(lista giocata) { bool diversi; int i; diversi = true; i=0; while (diversi && i<giocata.indicatore) { if(contaoccorrenze(giocata,giocata.valori[i])>1){ diversi = false; else { i++; return diversi; fino a prova contraria la condizione globale è soddisfatta (tutti numeri diversi) se trovo un valore che viola localmente la condizione, la condizione globale non è soddisfatta e il ciclo si ferma 26

14 Numeri Tutti Diversi Nota il codice è scritto frammentando la soluzione in due sottoprogrammi una funzione apposita per il conteggio delle occorrenze avrei anche potuto evitare di separare il codice per il conteggio delle occorrenze ma il risultato sarebbe stato di qualità inferiore (cicli nidificati) 27 bool tuttidiversi(lista giocata) { bool diversi; int i; diversi = true; i = 0; while (diversi && i < giocata.indicatore) { int conta = 0; int j; for (j = 0; j < giocata.indicatore; j++) { if (giocata.valori[i] == giocata.valori[j]) { conta++; if(conta > 1) { diversi = false; i++; return diversi; conta il numero di occorrenze di giocata.valori[i] in giocata Nel complesso: codice meno leggibile e più difficile da manutenere (cicli nidificati) E PREFERIBILE LA SOLUZIONE PRECEDENTE 28

15 Il Gioco del Lotto: Esempio n.2 Calcolo del punteggio della giocata date due liste, verificare quanti elementi della seconda sono contenuti nella prima Idea scandisco la seconda lista per contare gli elementi contenuti nella prima per ciascun elemento della giocata (giocata.valori[i]), verifico se è presente nella lista dei numeri estratti (estrazione) >> per farlo ho una funzione pronta (cercapos) 29 Punteggio della Giocata int valoricomuni(lista estrazione, lista giocata){ int conta, i; conta = 0; for (i = 0; i < giocata.indicatore; i++) { if (cercaposizione(estrazione, giocata.valori[i])!= -1) { conta++; return conta; verifica se l i-esimo numero della giocata (giocata.valori[i]) è contenuto o meno nella lista dei numeri estratti (estrazione) 30

16 Strutture di Dati: Conclusioni >> Errori Frequenti Errori Frequenti Errori frequenti punto e virgola mancante dopo il modello della lista gestione scorretta dell indicatore di riempimento sconfinamenti nella scansione della lista omettere o utilizzare scorrettamente le istruzioni cin.ignore 31 Strutture di Dati: Conclusioni >> Errori Frequenti Punto e Virgola Mancante Lista rappresentazione con record e array quindi la lista è un record uno o più modelli di record uno o più punto e virgola In assenza al solito errore sintattico 32

17 Strutture di Dati: Conclusioni >> Errori Frequenti Gestione Scorretta dell Indicatore Inserimenti e cancellazioni oltre ad aggiungere/togliere gli elementi all array è necessario modificare l indicatore In caso di inserimenti l.indicatore++ In caso di cancellazioni l.indicatore Altrimenti è come se non fosse successo nulla >> gestionetemperature1.cpp 33 Strutture di Dati: Conclusioni >> Errori Frequenti Sconfinamenti Alcune operazioni possono richiedere scansioni non standard della lista es: cancellazioni: è necessario spostare in alto gli elementi es: verifica di condizioni: può essere necessario analizzare più elem. consecutivi (es: trovare tre valori negativi consecutivi) 34

18 Strutture di Dati: Conclusioni >> Errori Frequenti Sconfinamenti In questi casi è indispensabile analizzare con cura le condizioni sul valore finale nei cicli Cancellazione in posizione pos for (i = pos; i < l.indicatore - 1; i++) { l.valori[i] = l.valori[i+1]; l.indicatore--; esito = true; 35 Strutture di Dati: Conclusioni >> Errori Frequenti Sconfinamenti Verifica su tre elementi consecutivi trovato = false; i = 0; while (!trovato && i < l.indicatore - 2) { if (l.valori[i] < 0 && l.valori[i+1] < 0 && l.valori[i+2] < 0) { trovato = true; 36

19 Strutture di Dati: Conclusioni >> Sommario Riassumendo Alcune Tecniche Notevoli Verifica di Condizioni Locali Verifica di Condizioni Globali Tecniche Algoritmiche: Riassunto Errori Frequenti 37 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. 38