Elementi di Informatica A. A. 2016/2017

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1 Elementi di Informatica A. A. 2016/2017 Ing. Nicola Amatucci Università degli studi di Napoli Federico II Scuola Politecnica e Delle Scienze di Base nicola.amatucci@unina.it

2 Programmazione C++ Parte 1

3 Riferimenti Libro: «Che C serve» Capitolo 1, Paragrafi 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 Capitolo 2 Capitolo 3

4 Linguaggio C/C++ Il Linguaggio di Programmazione C Strutturato Ad alto livello, indipendente dall architettura sottostante Inventato negli anni 70 da Dennis Ritchie Il Linguaggio di Programmazione C++ Nasce negli anni 80 come estensione del linguaggio C Supporta la programmazione ad Oggetti (OOP)

5 Struttura (semplificata) di un programma C++ #include <iostream> using namespace std; int main() { } cout << "Hello World!" << endl;

6 Compilazione È il processo di traduzione di un linguaggio ad alto livello al linguaggio macchina Il programma può essere scritto dal programmatore in un linguaggio più espressivo Più vicino al modo di ragionare dell essere umano Viene tradotto ed ottimizzato per quella particolare macchina Scrivo un programma in C/C++ Compilo il programma Lo eseguo su una qualsiasi macchina ( non sempre è vero)

7 Il processo di Compilazione iostream.o main.cpp Precompilatore e Compilatore main.o Linker Eseguibile Memoria Caricatore (Loader)

8 Commenti Sono note scritte dai programmatori Migliorano la comprensione del programma Sono ignorati dal Compilatore Commenti su più righe Racchiusi tra /* e */ Commenti su una riga o dopo un istruzione Seguono // Si può usare anche un commento racchiuso tra /* */ sulla stessa riga

9 Variabili "Etichettano" aree di memoria possono essere utilizzate per leggere e scrivere in un area di memoria la memoria è tipicamente assegnata dal Loader Sono caratterizzate da un tipo che ne definisce l occupazione di memoria come devono essere utilizzate I nomi delle variabili devono essere formati da lettere minuscole o maiuscole, numeri e underscore (_) cominciare con una lettera o un underscore non essere parole chiave del C++ Maiuscole e minuscole sono differenti in C++ Ad es. «operando1» è un nome diverso da «Operando1»

10 Parole Chiave C++ Sono un insieme di parole che hanno significato prestabilito in C++

11 Dichiarazione e Definizione di una Variabile Dichiarare una variabile, significa dire che: esiste ha un nome ha un tipo Dichiarare, significa occupare e caratterizzare una cella di memoria Definire una variabile, significa dire che: ha un valore Definire, significa scrivere un valore nella cella di memoria

12 Dichiarazione e Definizione di una Variabile Dichiarazione <tipo> <nome> int a; char b; Definizione Si utilizza =; quello che sta a sinistra dell uguale (anche il risultato di un operazione) viene riportato a destra Se fatta insieme alla dichiarazione prende il nome di inizializzazione int a = 1; b = 'b c = a + d;

13 Costanti Sono valori che non cambiano all interno del programma Possono essere numeriche o alfanumeriche Una costante può essere il pi-greco, 3.14 Per definire una costante si può usare la direttiva #define Tipicamente si mettono dopo gli include < > #define <nome> <valore> Ad es. #define pi 3.14 Le costanti definite con define non sono in memoria! Non hanno un tipo! Per definire una costante si può usare la parola chiave const const int tre = 3; Occupa uno spazio in memoria, non scrivibile Hanno un tipo

14 Tipi di dato C++ Tipi semplici (o standard, o nativi) Sono quelli base che ci permettono di definire interi, booleani, caratteri, Tipi strutturati Composti da più tipi semplici, dello stesso tipo o di più tipi semplici

15 Tipo Enumerativo Permette di dichiarare un elenco di costanti Si utilizza la parola chiave «enum» I valori vengono definiti enum colore {rosso, bianco}; Una variabile del tipo (ad es. colore vino) dell enumerazione può assumere i suoi valori I valori dell enumerazione sono ordinati in base alla posizione Ad es. rosso < bianco Possono essere variati esplicitamente Ed es. enum colore {rosso = 1, bianco = 2}; oppure enum colore {rosso = r, bianco = b };

16 Operatori Aritmetici e Bitwise Operatori Aritmetici Operatori bit a bit (bitwise)

17 Operatori di Incremento e Decremento Notazioni compatte per le operazioni di incremento (a = a + 1) e decremento (a = a 1) a++, indica l incremento a--, indica il decremento Tali operatori possono essere utilizzati sia con notazione prefissa (++a) che postfissa (a++) Cambia il momento in cui diviene effettivamente operativo l incremento/decremento Notazione Prefissa, la variabile cambia valore prima del suo uso effettivo Notazione Postfissa, la variabile cambia valore dopo il suo uso effettivo

18 Operatori Composti Un istruzione di assegnazione modifica il valore della variabile sulla base del valore della stessa variabile, siamo in presenza di un operatore composto

19 Operatori Logici e Relazionali Operatori Logici Operatori Relazionali

20 Precedenza degli operatori Ci sono operatori con priorità più elevata Quando si hanno operatori di pari priorità, si considera più prioritario quello a sinistra L utilizzo di parentesi permette di variare l ordine Quanto fa: * 5 + 5? Usando le parentesi: (7 + (7 * 5)) + 5

21 Standard Input e Standard Output Sono canali di ingresso ed uscita standard Tipicamente la tastiera è il canale di input standard ed il video (in particolare, il terminale) il canale di uscita Come stampo a video un messaggio? In generale, li invio allo standard output Come chiedo all utente un dato in ingresso? In generale, li richiedo dallo standard input

22 Istruzione di Output cout Fornita dalla libreria <iostream> Scrive sullo standard output qualcosa (un testo, il valore di una variabile, il risultato di un operazione, una costante, ) Si utilizza l operatore << per inviare dati allo standard output; tali operatori si possono mettere in sequenza per creare un messaggio complesso Ad es. cout << "hello world!"; cout << "a=" << a << " b=" << b << " a+b=" << (a+b); cout << endl; stampa il carattere di andata a capo (e nuova linea)

23 Istruzione di Input cin Fornita dalla libreria <iostream> Legge dallo standard input in una variabile La variabile deve essere prima dichiarata A seconda di come la variabile viene dichiarata, il valore scritto sullo standard input (ad es. da tastiera) sarà interpretato

24 Struttura base di un programma Tipicamente possiamo strutturare un programma o sottoprogramma in alcuni blocchi Dichiarazioni e definizioni Input utente Elaborazione Output utente È importante: dichiarare tutte le variabili prima di eseguire ogni altra istruzione inizializzare a zero tutte le variabili cui non si vuole assegnare un valore Non effettuare l elaborazione delle operazioni dell algoritmo prima di aver ottenuto dall utente tutti i dati in ingresso incogniti Racchiudere i blocchi di codice in parentesi graffe (Alt Gr + Shift + [) è { (Alt Gr + Shift + ]) è } Terminare ogni istruzione con ;

25 Esecuzione di un programma C++ Le istruzioni di un programma C++ vengono eseguite in sequenza Dal basso verso l alto Da sinistra verso destra L esecuzione sequenziale un programma può essere modificata utilizzando opportunamente i costrutti di scelta ed iterativi If Then Else Switch Case While Do While For

26 If then if (a > b) { } cout << "a > b"; NOTA nel caso di una singola istruzione dopo l if, le parentesi graffe non sono necessarie conviene mantenerle per ordine questo vale per gli altri costrutti che fanno uso di parentesi graffe

27 If then else if (a > b) { cout << "a maggiore di b"; } else { cout << "a minore o uguale di b"; }

28 If then else if (a > b) { cout << "a maggiore di b"; } else { if (a == b) { cout << "a uguale a b"; } else { cout << "a minore di b"; } }

29 If then else if (a > b) { cout << "a maggiore di b"; } else if (a == b) { cout << "a uguale a b"; } else { cout << "a minore di b"; }

30 La condizione dell if La condizione dell if può essere anche molto complessa Può far uso degli operatori relazionali <, >, ==, Può contenere operazioni Ad es. if ( (a+b) < (b-c) ) Può comporre condizioni utilizzando gli operatori logici AND, OR e NOT Ad es. if (a < b && a < c) Attenzione alla precedenza degli operatori!

31 Operatore condizionale? Sintetizza il costrutto if then else Si utilizza, ad esempio, per semplificare assegnazioni condizionate o per mostrare output condizionati La sintassi è: condizione? risultatoif : risultatoelse; Ad es. max = (a < b)? b : a;

32 Da If Then Else a Switch Case if ( a == 1) { cout << "Ciao Mondo"; } else if (a == 2) { cout << "Hello World"; } else if (a == 3) { cout << "Bonjour tout le monde"; } else { cout << "Non parlo la tua lingua"; }

33 Da If Then Else a Switch Case switch (a) { } case 1: { } case 2: { } case 3: { } default: { } cout << "Ciao Mondo"; break; cout << "Hello World"; break; cout << "Bonjour tout le monde"; break; cout << " Non parlo la tua lingua";

34 Switch Case Serve a eseguire codice diverso a fronte di valori diversi assunti da una espressione Ogni case ha una costante Se il blocco termina con l istruzione «break;» allora si esce dallo switch, altrimenti si continua in sequenza Posso porre in sequenza due case per ottenere lo stesso comportamento (o uno simile) Il blocco default viene eseguito in caso non esita la costante assunta da quella contenuta nello switch

35 While while(a < 3) { cout << "a=" << a; a++; } Fino a quando la condizione è vera, il blocco di codice viene eseguito Se la condizione è falsa sin da subito, il blocco di codice non è mai eseguito Attenzione a rendere possibile l uscita dal ciclo

36 Do While do { cout << "a=" << a; a++; } while(a < 3); Fino a quando la condizione è vera, il blocco di codice viene eseguito Se la condizione è falsa sin da subito, il blocco di codice è eseguito almeno una volta Attenzione alle modifiche ai valori delle variabili utilizzate all interno della condizione

37 For for (inizializzazione; condizione; variazioni) { } istruzioni Esegue un ciclo fin quando una condizione è verificata Uno degli usi è rendere sintetico un while basato su contatore Incremento di una variabile Il ciclo termina quando questa variabile ha superato una soglia

38 Le istruzioni goto, break e continue Il linguaggio prevede tre istruzioni di salto incondizionato goto <label> salta all istruzione avente etichetta <label> break comporta l uscita da un blocco di parentesi graffe (while, for, ) continue permette il passaggio alla iterazione successiva, senza eseguire le altre istruzioni Queste istruzioni vanno usate in casi eccezionali Ad es. break l abbiamo usata per lo switch case

39 Compilazione ed Errori Errori di Compilazione Manca il ; Mancano le parentesi graffe Mancano le parentesi tonde nelle condizioni Mancato rispetto delle convenzioni dei nomi in C++ Errori di Linker Non è stato incluso «iostream» o un altra libreria Non è stato indicato l uso di un determinato spazio dei nomi Errori di Caricamento del Programma Memoria Esaurita o troppo piccola per contenere il programma Errori di Esecuzione Errore nel programma (o bug) Test del Programma