Informatica Applicata

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1 Ing. Irina Trubitsyna Elementi di base di un programma Dichiarazione dei dati in un programma

2 Sommario Panoramica Elementi di Base di un Programma Struttura Direttive Elementi Sintattici di Base Commenti Dichiarazione dei dati in un programma Identificatori Tipi di Dato Semplici del C++ Costanti Variabili 2

3 Panoramica Elementi di base di un programma elementi di base della sintassi (struttura generale del programma, regole di base della sintassi, commenti ecc.) istruzioni di dichiarazione e tipi di dato istruzioni di assegnazione ed espressioni istruzioni di lettura e stampa dei dati Comuni a tutti i linguaggi 3

4 Panoramica Cosa si può fare con queste funzionalità? le funzionalità di base consentono di usare il linguaggio come una calcolatrice l utente fornisce dei dati (es: numeri) l utente stabilisce le operazioni sui dati il programma visualizza i risultati delle operazioni 4

5 Elementi di Base di un Programma In un programma istruzioni per i dati istruzioni per le operazioni Dati costanti e variabili devono essere dichiarati al compilatore Operazioni manipolazioni dei dati 5

6 Struttura di Base di un Programma #include <iostream.h> <altre eventuali direttive> void main(){ <dichiarazioni> <operazioni> } 6

7 Direttive Fondamentalmente direttive di inclusione servono ad includere nel programma codice già scritto (librerie) in particolare: #include <iostream.h> include il codice relativo alle operazioni di lettura e stampa dei dati da console è necessaria un operazione di collegamento tra le librerie incluse ed il codice del programma 7

8 Elementi Sintattici di Base Il codice è composto di istruzioni Due categorie principali di istruzioni dichiarazioni dei dati operazioni sui dati Regola sintattica tutte le istruzioni si concludono con il punto e virgola (;) Esecuzione del programma esecuzione delle istruzioni le istruzioni vengono eseguite una alla volta il programma comincia con la prima istruzione termina quando raggiunge la parentesi finale Esecuzioni successive il processo ricomincia daccapo 8

9 Commenti Testi che forniscono informazioni sul programma ignorati dal compilatore Esempi: /* commento su più righe */ // // commento su singola riga //

10 Dichiarazione dei dati Dati principali di un programma costanti variabili Sono contraddistinti da un nome ( identificatore ) un tipo Peculiarità dei linguaggi di prog. per usare un dato devo descriverne il tipo 10

11 Identificatori Nome di un oggetto del programma esempi: pigreco,, raggio, cerchio Regole sintattiche sequenza composta da lettere e/o cifre e/o dal carattere underscore _ : primo carattere: lettera oppure underscore ATTENZIONE: codice ASCII a 7 bit esempi: mio_prog1, _1bis, Cerchio città,, 1prova, codice libro, m!n 11

12 Identificatori Sensibili alle maiuscole cerchio, Cerchio, CERCHIO sono considerati nomi diversi Lunghezza massima dipende dal compilatore è opportuno trovare un compromesso tra leggibilità e lunghezza Es: misuradellasuperficiedelcerchio Identificatori riservati parole chiave del linguaggio Es: main, const, float, cin 12

13 Tipi di Dato Funzione specificare la natura del dato, ed in particolare: Insieme dei valori che il dato può assumere esempi: int step; --> valori interi float fahr;--> valori reali Spazio di memoria associato al dato esempi: int step char c; step; --> 32 bit --> 8 bit Insieme di operazioni consentite sul dato 13

14 Tipi di Dato Tipi di dato fondamentali in C++ int (numeri interi) float (numeri reali, precisione singola) double (numeri reali, doppia precisione) char (caratteri) bool (valori veri o falsi) Un altro tipo importante (>>) string (sequenze o stringhe di caratteri) 14

15 Tipi di Dato Semplici Tipo intero: int esempio: int raggio; 32 bit di memoria in complemento a 2 valori ( , ) Esempi di valori ammissibili

16 Tipi di Dato Semplici Tipo reale: float esempio: float float fahr; 32 bit di memoria in virgola mobile valori in modulo tra (1.2 x 10-38,3.4 x ) Esempi di valori ammissibili E+4 (notazione esp.: 0.345x10 4 = 3450) 16

17 Tipi di Dato Semplici Tipo reale doppia precisione: double esempio: double media; 64 bit di memoria in virgola mobile valori in modulo tra (1.7 x ,1.7 x ) Esempi di valori ammissibili E-4 (notazione esponenziale) 17

18 Tipi di Dato Semplici Tipo carattere: char esempio: char segnoschedina; 8 bit di memoria in codice ASCII lettere, cifre e simboli Esempi di valori ammissibili a, X, 0, 8,?, +, (, )..., \n, \t (caratteri speciali: spazi bianchi ) Attenzione: codice ASCII a 7 bit non sono incluse i simboli estesi (accentate) 18

19 Tipi di Dato Semplici Attenzione: char vale per i singoli caratteri, non per le stringhe di caratteri A questo scopo esiste in C++ il tipo string esempio: string nome; consente di rappresentare sequenze di car. Esempi Pinco, Pinco Pallino, C3PO-!?! Non è un tipo di dato semplice lo vedremo in seguito 19

20 Tipi di Dato Semplici Tipo booleano: bool esempio: bool flag; 1 bit di memoria due soli valori (vero, falso) Esempi di valori ammissibili true oppure 1 false oppure 0 Viene utilizzato per controllare se opportune condizioni sono verificate 20

21 Costanti Costante dato che assume lo stesso valore per tutta la durata della esecuzione del programma Ne esistono due tipi costanti ordinarie (valori): numeri, caratteri, stringhe utilizzati nel programma Esempio: numeri interi; es: numeri non interi: E+2 caratteri: a, A, *, 0 stringhe: Ciao a tutti Valore:, a booleani: true, false costanti simboliche: valori costanti a cui viene attribuito un nome dichiarate attraverso la parola chiave const 21

22 Dichiarazione di Costanti Simboliche Sintassi const <tipo> <nome> = <valore>; Dove <tipo> è uno dei tipi di dato del linguaggio <nome> è un identificatore <valore> è il valore della costante; deve essere compatibile con il tipo di dati Esempi const int mionumerointero = 13; const char lettera = A ; const float pigreco= 3.14; 22

23 Dichiarazione di Costanti Simboliche Semantica allocazione di uno spazio di memoria compatibile con il tipo di dato (es: float 32 bit) il valore viene memorizzato nello spazio di memoria (es: 3.14) e non può essere cambiato durante l esecuzione del prog. è possibile riferirsi al valore attraverso il nome es: circonf = 2 * pigreco * raggio; equivale a: circonf = 2 * 3.14 * raggio; Vantaggio parametricità del programma rispetto al valore 23

24 Variabili Variabile dato che può assumere valori differenti durante l esecuzione del programma essenzialmente: uno spazio nella memoria deve essere dichiarata ( annunciata ) prima di essere utilizzata nel programma Esempi: int step; float fahr, celsius; 24

25 Dichiarazione di Variabili Sintassi <tipo> <nome>; <tipo> <nome1>, <nome2>,...; Dove <tipo> è uno dei tipi di dato del linguaggio i nomi sono identificatori distinti (e devono obbedire alle regole sintattiche relative) 25

26 Dichiarazione di Variabili Semantica allocazione di uno spazio di memoria della dimensione prevista per il tipo di dato allo spazio di memoria è associato il nome (identificatore) lo spazio di memoria può, durante l esecuzione del programma, contenere valori differenti 26

27 Dichiarazione di Variabili: Esempi Esempi int contatore; bit un registro da 32 bit char sim, let1; porzione di registro (8 bit) #100 #101 #102 #103 sim contatore let1 superficie double superficie; due registri (64 bit) 27

28 Dichiarazione di Variabili: Esempi Attenzione Esecuzione n.1 l assegnazione dello spazio vale per una sola esecuzione del programma Esempi int contatore; char sim, let1; #100 #101 #102 #103 sim double superficie; #2306 sim let1 #2305 #2307 #2308 contatore let1 superficie Esecuzione n.2 contatore superficie 28

29 Variabili Per lavorare con una variabile il proc. ha bisogno di conoscerne lo spazio relativo nella memoria (da quale a quale bit) ovvero l indirizzo del primo bit di spazio occupato dalla variabile ed il relativo tipo Es: contatore: bit 0 del registro #100, 32 bit successivi Es: let1: bit 8 del registro #101, 8 bit successivi Per il programmatore invece è più semplice fare riferimento alla variabile attraverso il suo nome Utilizzo della variabile il processore traduce i riferimenti alla variabile fatti nelle istruzioni attraverso il suo nome nel corrispondente indirizzo attraverso una tabella nome-indirizzo mantenuta durante l esecuzione del prog. 29

30 Inizializzazione delle Variabili Attenzione il valore di una variabile è inizialmente indefinito dipende dal contenuto (casuale) del registro di memoria assegnato alla variabile (0 o 1) per usare una variabile è necessario attribuirle un valore iniziale operazione di inizializzazione (= prima assegnazione) Esempio: #include <iostream.h> void main () { int num; num=3; cout << num << endl; } // il valore restituito è 3 #include <iostream.h> void main () { int num; cout << num << endl; } // il valore restituito è casuale 30

31 Inizializzazione delle Variabili Sintassi alternativa della dichiarazione è possibile effettuare l inizializzazione assieme alla dichiarazione (due istruzioni in una) Sintassi <tipo> <nome> = <valore>; Esempio void main () { int num = 5; cout << num << endl; ATTENZIONE: differenza con le costanti: si tratta solo di un valore iniziale, che poi può cambiare } 31

32 Errori nella Rappresentazione Dati del programma costanti e variabili vengono utilizzate per rappresentare i dati del problema da risolvere Attenzione a causa dei vincoli dell implementazione ci possono essere errori nella rappresentazione trabocco errori dovuti ad approssimazione 32

33 Trabocco Ogni tipo ha un insieme limitato di valori è scorretto assegnare alle variabili valori al di fuori dell intervallo corrispondente al tipo in questo caso di verifica un fenomeno di trabocco ( overflow ) In particolare l errore non viene segnalato dal processore il valore nel registro di memoria risulta essere completamente diverso da quella atteso 33

34 Trabocco Esempio valore risultante dal tentativo di rappresentare 4 miliardi (numero di 33 bit) su 32 bit (il bit più significativo viene perduto) int i; float f; i = ; f =.12e+40; cout << i i = << i << endl; cout << f f = << f << endl; cout << Fine ;; valore speciale utilizzato per segnalare l overflow in un registro in virgola mobile i = f = +INF Fine Schermo 34

35 Trabocco Di conseguenza ogni volta che in un linguaggio è necessario utilizzare un dato, bisogna selezionare un tipo il tipo deve essere sufficientemente generale per contenere i valori del dato e deve essere sufficientemente economico da non rendere inefficienti le operazioni 35

36 Errori di Approssimazione Rappresentazione in virgola mobile inerentemente approssimata per i numeri reali Esempio double x; double y; x = 1 / 3.0; // x vale 1/3 y = 3 * x - 1; ; // y dovrebbe valere 0 cout << y << endl; Schermo: e-17 36

37 Errori di Approssimazione In effetti l intervallo di rappresentazione di float e double contiene dei vuoti Esempio: float valori in modulo tra (10-38, ) inoltre, NON tutti i numeri reali in questi intervalli sono rappres. 37

38 Termini della licenza Questo lavoro si basa sul lavoro di G. Mecca Programmazione Procedurale in Linguaggio C++. 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