Capitolo 5 Capitolo 5

(1)

Programmazione I – Paolo Valente - 2020/2021 Programmazione I – Paolo Valente - 2020/2021

Istruzioni iterative Istruzioni iterative Operatore virgola Operatore virgola

Capitolo 5

(2)

2 Programmazione I – Paolo Valente - 2020/2021 2

Programmazione I – Paolo Valente - 2020/2021

Semplice programma 1/2 Semplice programma 1/2



Scrivere un programma che, dato un numero Scrivere un programma che, dato un numero naturale

naturale N N, , letto a tempo di esecuzione del letto a tempo di esecuzione del programma stesso

programma stesso, stampi , stampi N N volte la stringa volte la stringa Ciao mondo

Ciao mondo



Senza Senza goto goto

(3)

Semplice programma 2/2 Semplice programma 2/2



Semplicissimo, ma al momento non Semplicissimo, ma al momento non sappiamo scriverlo!

sappiamo scriverlo!

(4)

Analisi del problema Analisi del problema



Analizziamo il problema Analizziamo il problema



non sappiamo a priori il valore di non sappiamo a priori il valore di N N, per cui , per cui non possiamo semplicemente scrivere un non possiamo semplicemente scrivere un programma con

programma con N N istruzioni di stampa! istruzioni di stampa!

(5)

Idee 1/2 Idee 1/2



Siccome non sappiamo a priori di quante istruzioni Siccome non sappiamo a priori di quante istruzioni di stampa abbiamo bisogno,

di stampa abbiamo bisogno,



un'idea sarebbe quella di far ripetere più volte un'idea sarebbe quella di far ripetere più volte la stessa istruzione

la stessa istruzione di stampa

di stampa



Ma come facciamo per 'contare' il numero di Ma come facciamo per 'contare' il numero di stampe effettuate e capire così quando

stampe effettuate e capire così quando fermarci?

fermarci?

(6)

Idee 2/2 Idee 2/2



Ci vorrebbe una variabile da incrementare ad ogni Ci vorrebbe una variabile da incrementare ad ogni stampa …

stampa …



Proviamo a tradurre tutte queste idee in un Proviamo a tradurre tutte queste idee in un algoritmo

algoritmo

(7)

Verso un algoritmo Verso un algoritmo

 Ci serve una variabile inizializzata al valore 1 (o, se Ci serve una variabile inizializzata al valore 1 (o, se preferite, 0)

preferite, 0)

 Il valore di tale variabile deve essere Il valore di tale variabile deve essere incrementato incrementato di 1

di 1 dopo ogni stampadopo ogni stampa

 Come facciamo a sapere quando dobbiamo fermarci?Come facciamo a sapere quando dobbiamo fermarci?

 Ad ogni 'giro' dovremmo confrontare il valore Ad ogni 'giro' dovremmo confrontare il valore corrente della variabile con

corrente della variabile con NN per capire se siamo o per capire se siamo o meno andati oltre

meno andati oltre

 In definitiva, per poter completare la definizione In definitiva, per poter completare la definizione dell'algoritmo, i dati che ci occorrono sono:

dell'algoritmo, i dati che ci occorrono sono:

 Una variabile NUna variabile N che rappresenti il numero naturale che rappresenti il numero naturale N

N dato dato

 Una variabile iUna variabile i che rappresenti un ausilio per che rappresenti un ausilio per

“scorrere” tutti i valori naturali da 1 fino a

“scorrere” tutti i valori naturali da 1 fino a NN

(8)

Algoritmo e programma Algoritmo e programma

 Inizialmente, iInizialmente, i vale 1 vale 1

 Finché i<=NFinché i<=N, ripetere:, ripetere:

 stampare "Ciao mondo"stampare "Ciao mondo"

 incrementare di 1 il valore corrente di incrementare di 1 il valore corrente di ii

 Proviamo a scrivere parzialmenteProviamo a scrivere parzialmente il programma: il programma:

main() main() {{

int i = 1, N;int i = 1, N;

cin>>N;cin>>N;

finché resta vero che (i<=N),finché resta vero che (i<=N), ripetere il blocco

ripetere il blocco

{ cout<<"Ciao mondo"<<endl; i++; } { cout<<"Ciao mondo"<<endl; i++; } }}

(9)

Programma più complesso Programma più complesso



Scrivere un programma che, dato un numero Scrivere un programma che, dato un numero naturale

naturale N N, letto a tempo di esecuzione del , letto a tempo di esecuzione del programma stesso, stampi i primi

programma stesso, stampi i primi N numeri N numeri naturali

naturali

(10)

Idee 1/2 Idee 1/2



Siccome non sappiamo a priori di quante Siccome non sappiamo a priori di quante istruzioni di stampa abbiamo bisogno,

istruzioni di stampa abbiamo bisogno,



un'idea sarebbe quella di far ripetere più un'idea sarebbe quella di far ripetere più volte

volte la stessa istruzione la stessa istruzione di stampa, come di stampa, come nel precedente programma

nel precedente programma



Dov'è la differenza rispetto al precedente Dov'è la differenza rispetto al precedente programma?

programma?

(11)

Idee 2/2 Idee 2/2



La differenza in questo nuovo programma è La differenza in questo nuovo programma è che che



ogni volta ogni volta l'istruzione deve stampare un l'istruzione deve stampare un valore

valore diverso diverso! !



potremmo allora far stampare a tale potremmo allora far stampare a tale istruzione il valore di una

istruzione il valore di una variabile variabile



l'importante è che l'importante è che dopo ogni stampa dopo ogni stampa tale valore venga

tale valore venga incrementato incrementato! !

(12)

Verso un algoritmo 1/2 Verso un algoritmo 1/2



Ci serve una variabile inizializzata al valore 1 (o, Ci serve una variabile inizializzata al valore 1 (o, se preferite, 0)

se preferite, 0)



Quindi il valore di tale variabile deve essere Quindi il valore di tale variabile deve essere stampato e subito dopo

stampato e subito dopo incrementato di 1

incrementato di 1,

, quindi di nuovo stampato ...

quindi di nuovo stampato ...



Come facciamo a sapere quando dobbiamo Come facciamo a sapere quando dobbiamo fermarci?

fermarci?



Come nel precedente programma, ad ogni Come nel precedente programma, ad ogni 'giro' dovremmo

'giro' dovremmo confrontare il valore corrente confrontare il valore corrente della variabile con

della variabile con N

N per capire se siamo o

per capire se siamo o meno andati oltre

meno andati oltre

(13)

Verso un algoritmo 2/2 Verso un algoritmo 2/2



In definitiva, per poter completare la In definitiva, per poter completare la definizione dell'algoritmo, i dati che ci definizione dell'algoritmo, i dati che ci occorrono sono:

occorrono sono:



Una variabile N Una variabile N che rappresenti il numero che rappresenti il numero naturale

naturale N N dato dato



Una variabile i Una variabile i che rappresenti un ausilio che rappresenti un ausilio

per “scorrere” tutti i valori naturali da 1 fino per “scorrere” tutti i valori naturali da 1 fino a

a N N



Ossia, in questo nuovo programma Ossia, in questo nuovo programma

possiamo usare tale variabile sia per la possiamo usare tale variabile sia per la stampa che per capire quando fermarci!

stampa che per capire quando fermarci!

(14)

Algoritmo e programma Algoritmo e programma

 Inizialmente, iInizialmente, i vale 1 vale 1

 Finché i<=NFinché i<=N, ripetere:, ripetere:

 stampare il valore corrente di istampare il valore corrente di i

 incrementare di 1 il valore corrente di incrementare di 1 il valore corrente di ii

 Proviamo a scrivere parzialmenteProviamo a scrivere parzialmente il programma: il programma:

main() main() {

{

int i = 1, N;int i = 1, N;

cin>>N;cin>>N;

ripetere il blocco { cout<<i<<endl; i++; }{ cout<<i<<endl; i++; } }

}

(15)

Istruzioni iterative Istruzioni iterative



Come scriviamo in C/C++ la parte mancante in Come scriviamo in C/C++ la parte mancante in entrambi i programmi?

entrambi i programmi?



Abbiamo bisogno dell'ultimo costrutto Abbiamo bisogno dell'ultimo costrutto

fondamentale della programmazione strutturata:

le istruzione iterative le

istruzione iterative

(16)

Istruzioni iterative

(17)

Istruzioni iterative Istruzioni iterative



Le istruzioni iterative (o Le istruzioni iterative (o di iterazione

di iterazione, o

, o cicliche

cicliche)

) forniscono costrutti di controllo che permettono di forniscono costrutti di controllo che permettono di ripetere una certa istruzione

ripetere una certa istruzione fintanto che fintanto che

una certa condizione è vera

una certa condizione è vera



Per il Teorema di Jacopini-Böhm, una struttura di Per il Teorema di Jacopini-Böhm, una struttura di controllo iterativa è sufficiente (insieme

controllo iterativa è sufficiente (insieme all'istruzione composta e di scelta) per all'istruzione composta e di scelta) per implementare qualsiasi algoritmo

implementare qualsiasi algoritmo



Tuttavia, per migliorare l’espressività del Tuttavia, per migliorare l’espressività del

linguaggio, il C/C++ fornisce vari tipi di istruzioni linguaggio, il C/C++ fornisce vari tipi di istruzioni iterative (cicliche):

iterative (cicliche):



while ( ... )

while ( ... )



do ... while ( ... )

do ... while ( ... )



for ( ... ; ... ; ...)

for ( ... ; ... ; ...)

(18)

Corpo del ciclo ed iterazioni Corpo del ciclo ed iterazioni



L'istruzione da ripetere fintanto che la condizione L'istruzione da ripetere fintanto che la condizione rimane vera viene tipicamente chiamata

rimane vera viene tipicamente chiamata corpo

corpo

del ciclo

del ciclo



A seconda dell'istruzione iterativa usata, si A seconda dell'istruzione iterativa usata, si parla di corpo del

parla di corpo del while

while

, del , del do … while

do … while

o o del del for

for



Ogni ripetizione dell'esecuzione del corpo del Ogni ripetizione dell'esecuzione del corpo del ciclo viene tipicamente chiamata

ciclo viene tipicamente chiamata iterazione

iterazione (del

(del ciclo)

ciclo)



Incominciamo dall'istruzione iterativa Incominciamo dall'istruzione iterativa

while

while

(19)

Istruzione iterativa Istruzione iterativa

while

(20)

Istruzione iterativa

Istruzione iterativa while while

<istruzione-while>

<istruzione-while> ::= ::=

while

while (<condizione> (<condizione>) ) <istruzione><istruzione>

 <istruzione> costituisce il corpo del<istruzione> costituisce il corpo del ciclo (

ciclo (whilewhile) e viene ripetuta per tutto il tempo in cui ) e viene ripetuta per tutto il tempo in cui

<condizione>

<condizione> rimane vera rimane vera

 Se <condizione>Se <condizione> è già inizialmente falsa, il ciclo non viene è già inizialmente falsa, il ciclo non viene eseguito neppure una volta

eseguito neppure una volta

 In generale, non è noto a priori quante volte In generale, non è noto a priori quante volte <istruzione> <istruzione>

verrà eseguita verrà eseguita

<condizione>

vera

<istruzione>

falsa

(21)

Osservazione Osservazione



Direttamente o indirettamente, <istruzione> Direttamente o indirettamente, <istruzione>

deve modificare prima o poi la condizione deve modificare prima o poi la condizione , , altrimenti si ha un

altrimenti si ha un ciclo infinito ciclo infinito



Per questo motivo, molto spesso <istruzione> Per questo motivo, molto spesso <istruzione>

è una istruzione composta, che contiene, tra le è una istruzione composta, che contiene, tra le varie istruzioni, anche un'istruzione di modifica varie istruzioni, anche un'istruzione di modifica di qualcuna delle variabili che compaiono nella di qualcuna delle variabili che compaiono nella condizione

condizione



Ci sono poi altri modi per uscire da un ciclo Ci sono poi altri modi per uscire da un ciclo

altrimenti infinito, che vedremo nelle prossime altrimenti infinito, che vedremo nelle prossime slide

slide

(22)

Esercizio Esercizio



Completare il programma utilizzando Completare il programma utilizzando l'istruzione

l'istruzione while while

(23)

Completamento programma Completamento programma

main() main() {{

int i = 1, N;int i = 1, N;

cin>>N;cin>>N;

ripetere il blocco { cout<<i<<endl; i++; }{ cout<<i<<endl; i++; } }

}

main() main() {{

int i = 1, N;int i = 1, N;

cin>>N;cin>>N;

while (i<=N){while (i<=N){

cout<<i<<endl;

i++;

} } } }

Modifica della variabile

Modifica della variabile i i, e quindi , e quindi della condizione di ripetizione

della condizione di ripetizione

(24)

Cosa fa?

main() main() {

{

int i = 1, N;int i = 1, N;

cin>>N;cin>>N;

while (i<=N)while (i<=N)

cout<<i<<endl;

i++;

} }

(25)

Equivale a questo Equivale a questo

main() main() {

{

int i = 1, N;int i = 1, N;

cin>>N;cin>>N;

while (i<=N)while (i<=N)

cout<<i<<endl;

i++; i++;

} }



Non esce più dal ciclo Non esce più dal ciclo



Perché l’incremento non è dentro il Perché l’incremento non è dentro il corpo del ciclo

corpo del ciclo

(26)

Ciclo infinito 1/2 Ciclo infinito 1/2



Leggere la definizione nella prossima slide Leggere la definizione nella prossima slide

(27)

Ciclo infinito 2/2 Ciclo infinito 2/2



Leggere la definizione nella slide precedente Leggere la definizione nella slide precedente

(28)

Ciclo infinito Ciclo infinito



Eseguire le istruzioni riportate nelle precedenti Eseguire le istruzioni riportate nelle precedenti due slide porta ad un

due slide porta ad un ciclo infinito ciclo infinito



Sequenza di istruzioni ripetuta Sequenza di istruzioni ripetuta indefinitamente

indefinitamente



Cosa deve accadere affinché il corpo di un ciclo Cosa deve accadere affinché il corpo di un ciclo while

while sia ripetuto indefinitamente? sia ripetuto indefinitamente?

(29)

Condizione sempre vera Condizione sempre vera



Come si è visto, è necessario che la condizione Come si è visto, è necessario che la condizione sia sempre vera

sia sempre vera



Come vedremo si può interrompere un ciclo Come vedremo si può interrompere un ciclo

infinito anche inserendo nel corpo del ciclo una infinito anche inserendo nel corpo del ciclo una istruzione speciale di uscita dal ciclo stesso

istruzione speciale di uscita dal ciclo stesso

(30)

Esercizi Esercizi



Svolgere la quinta esercitazione fino a Svolgere la quinta esercitazione fino a stampa_secondi_trascorsi.cc

stampa_secondi_trascorsi.cc



Link alla videoregistrazione: Link alla videoregistrazione:

https://drive.google.com/file/d/1uYSz8x9na7nbb90qbq5QRbBwwQ9yu4_8/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/1uYSz8x9na7nbb90qbq5QRbBwwQ9yu4_8/view?usp=sharing

(31)

Struttura dati Struttura dati



Per descrivere i prossimi algoritmi ci conviene Per descrivere i prossimi algoritmi ci conviene introdurre il concetto di struttura dati

introdurre il concetto di struttura dati



Per ora definiamo una struttura dati Per ora definiamo una struttura dati semplicemente come un

semplicemente come un insieme di oggetti, insieme di oggetti, ossia di variabili e/o costanti con nome

ossia di variabili e/o costanti con nome



Spesso una struttura dati viene utilizzata per Spesso una struttura dati viene utilizzata per rappresentare i dati del problema reale

rappresentare i dati del problema reale, o , o almeno la parte di dati necessaria per

almeno la parte di dati necessaria per

permettere all'algoritmo di risolverlo

(32)

Domanda Domanda



Da cosa era composta la struttura dati nel Da cosa era composta la struttura dati nel precedente esercizio di stampa dei primi precedente esercizio di stampa dei primi N N numeri naturali?

numeri naturali?

(33)

Risposta Risposta



Dalle variabili Dalle variabili N ed N ed i i

(34)

Problema più complesso Problema più complesso



Dato un numero naturale N Dato un numero naturale N, letto da , letto da stdin stdin, ,

stampare la corrispondente somma dei primi stampare la corrispondente somma dei primi N

N numeri naturali numeri naturali



Bisogna cioè calcolare e stampare il valore Bisogna cioè calcolare e stampare il valore di:

di: S S = 1 + 2 + … + = 1 + 2 + … + N N



Cominciamo come al solito dall'idea Cominciamo come al solito dall'idea



Ci sarà sicuramente da eseguire un ciclo ... Ci sarà sicuramente da eseguire un ciclo ...

(35)

Analisi 1/4 Analisi 1/4



Prima di tutto, utilizzando la solita variabile Prima di tutto, utilizzando la solita variabile 'contatore'

'contatore' i i, da incrementare e confrontare , da incrementare e confrontare con

con N N, possiamo gestire il numero di , possiamo gestire il numero di ripetizioni da effettuare

ripetizioni da effettuare



Ora però dobbiamo riuscire a mettere la Ora però dobbiamo riuscire a mettere la somma da qualche parte

somma da qualche parte



Ci vorrebbe una variabile in cui Ci vorrebbe una variabile in cui



Se N == 1, ci finisca 1 Se N == 1, ci finisca 1



Se N == 2, ci finisca 1 + 2 Se N == 2, ci finisca 1 + 2



... ...

(36)

Analisi 2/4 Analisi 2/4



Supponendo di inizializzare i Supponendo di inizializzare i ad 1 e di ad 1 e di

incrementarlo solo alla fine di ogni iterazione, incrementarlo solo alla fine di ogni iterazione, che valore è memorizzato dentro

che valore è memorizzato dentro i i all'inizio all'inizio della prima iterazione?

della prima iterazione?



Uno Uno



Ed all'inizio della seconda? Ed all'inizio della seconda?



Due Due



Ed all'N Ed all' N-esima? -esima?



N N

(37)

Analisi 3/4 Analisi 3/4



Quindi, nel caso di N Quindi, nel caso di N iterazioni: iterazioni:



S = 1 + 2 + 3 + … + S = 1 + 2 + 3 + … + N N

Valore di Valore di i i alla prima alla prima iterazione iterazione

Valore di Valore di i i alla

alla

seconda seconda iterazione iterazione

Valore di Valore di i i alla terza alla terza iterazione iterazione

Valore di Valore di i i alla

alla

N N-esima -esima iterazione iterazione



Ma allora, se sommiamo i diversi valori Ma allora, se sommiamo i diversi valori assunti da

assunti da i i ad ogni iterazione, non è che ad ogni iterazione, non è che otteniamo proprio il valore

otteniamo proprio il valore S S cercato? cercato?

(38)

Analisi 4/4 Analisi 4/4



Come riuscire a ritrovarsi il risultato della Come riuscire a ritrovarsi il risultato della somma dei diversi valori assunti da

somma dei diversi valori assunti da i i memorizzato all'interno di una qualche memorizzato all'interno di una qualche variabile?

variabile?

(39)

Idea Idea

 Possiamo memorizzare (accumulare) il valore Possiamo memorizzare (accumulare) il valore assunto dalla somma

assunto dalla somma fino all'iterazione fino all'iterazione corrente

corrente all'interno di una ulteriore variabile all'interno di una ulteriore variabile

 Ad ogni nuova iterazione, aggiungiamo al Ad ogni nuova iterazione, aggiungiamo al

valore corrente di tale variabile il nuovo valore valore corrente di tale variabile il nuovo valore assunto da

assunto da ii

 Ovviamente continueremo fintanto che iOvviamente continueremo fintanto che i sarà minore o uguale di

sarà minore o uguale di NN

 Alla fine dell'ultima iterazione tale variabile Alla fine dell'ultima iterazione tale variabile

conterrà necessariamente (avrà accumulato) la conterrà necessariamente (avrà accumulato) la somma di tutti i valori assunti da

somma di tutti i valori assunti da ii

(40)

Struttura dati Struttura dati



Ora abbiamo gli elementi per definire la Ora abbiamo gli elementi per definire la struttura dati da utilizzare

struttura dati da utilizzare



Una variabile N Una variabile N che rappresenti il numero che rappresenti il numero naturale

naturale N N dato dato



Una variabile somma Una variabile somma che rappresenti la che rappresenti la somma calcolata

somma calcolata



Una variabile contatore i Una variabile contatore i che rappresenti che rappresenti un ausilio per

un ausilio per scorrere scorrere tutti i valori naturali tutti i valori naturali da 1 fino a

da 1 fino a N N



Definite l'algoritmo (senza dimenticare le Definite l'algoritmo (senza dimenticare le inizializzazioni!)

inizializzazioni!)

(41)

Algoritmo Algoritmo



Inizialmente, somma Inizialmente, somma vale 0, vale 0, i i vale 1 vale 1



Finché i Finché i<= <=N N, ripetere: , ripetere:



aggiungere a somma il valore di aggiungere a somma il valore di i i



incrementare di 1 il valore di i incrementare di 1 il valore di i

(42)

Programma quasi completo Programma quasi completo

main() main() {{

int i = 1, somma = 0, N; int i = 1, somma = 0, N;

cin>>N; cin>>N;

ripetere il blocco { somma += i; i++; }{ somma += i; i++; } cout<<somma<<endl; cout<<somma<<endl;

}}

(43)

Programma Programma

main() main() {{

int i = 1, somma = 0, N; int i = 1, somma = 0, N;

cin>>N; cin>>N;

while(i <= N) while(i <= N) {{ somma += i;

somma += i;

i++;i++;

}}

cout<<somma<<endl;cout<<somma<<endl;

} }

(44)

Istruzione iterativa Istruzione iterativa

do … while

(45)

Istruzione

Istruzione do … while do … while

<istruzione-do-while>

<istruzione-do-while> ::= ::=

dodo <istruzione> <istruzione> whilewhile ((<condizione><condizione>) ;) ;

 È una “variazione sul tema” dell’istruzione È una “variazione sul tema” dell’istruzione whilewhile

 A differenza dell'istruzione A differenza dell'istruzione whilewhile, la condizione è , la condizione è controllata

controllata dopodopo aver eseguito aver eseguito <istruzione><istruzione>

 Quindi il (corpo del) ciclo viene sempre Quindi il (corpo del) ciclo viene sempre eseguito eseguito almeno una volta

almeno una volta

<condizione>

<istruzione>

vera

falsa

(46)

Osservazioni Osservazioni



Non dimenticate il Non dimenticate il ;

;

dopo il dopo il

while (...)

while (...)



Analogamente al Analogamente al

while

while , per evitare il ciclo infinito, , per evitare il ciclo infinito,

<istruzione>

deve modificare prima o poi la

deve modificare prima o poi la

condizione

condizione



Si noti che, come nel caso del Si noti che, come nel caso del

while

while , si esce dal , si esce dal ciclo

ciclo quando la condizione è falsa quando la condizione è falsa



Non è adatta a quei casi in cui il ciclo può non Non è adatta a quei casi in cui il ciclo può non dover essere mai eseguito

dover essere mai eseguito



È adatta a quei casi in cui, per valutare condizione, È adatta a quei casi in cui, per valutare condizione, è necessario aver già eseguito

è necessario aver già eseguito

<istruzione><istruzione>

Esempio tipico:

Esempio tipico: Controllo valori di input

Controllo valori di input

(47)

Controllo valori in input Controllo valori in input

Esempio 1

Esempio 1: : nn deve essere positivo per andare avanti deve essere positivo per andare avanti do

do

cin>>n;

while (n<=0);

Esempio 2

Esempio 2: : nn deve essere compreso fra 3 e 15 (inclusi) deve essere compreso fra 3 e 15 (inclusi) dodo

cin>>n;

while ((n<3) || (n>15));

Esempio 3

Esempio 3: : nn deve essere negativo o compreso fra 3 e 15 deve essere negativo o compreso fra 3 e 15 do

do

cin>>n;

while ((n>=0) && ((n<3) || (n>15)));

(48)

Consiglio Consiglio



Il fatto che bisogna scrivere la condizione al Il fatto che bisogna scrivere la condizione al

contrario spesso confonde nei precedenti esempi contrario spesso confonde nei precedenti esempi



Può essere utile allora Può essere utile allora



scrivere la condizione che si vuole che sia vera scrivere la condizione che si vuole che sia vera per uscire dal ciclo

per uscire dal ciclo



e metterci poi un e metterci poi un !

!

davanti davanti

(49)

Istruzione iterativa Istruzione iterativa

for for

(50)

Visibilità della condizione Visibilità della condizione



Se dimenticassimo di inserire la condizione in Se dimenticassimo di inserire la condizione in un ciclo

un ciclo while while o o do … while do … while , il programma , il programma non si compilerebbe affatto

non si compilerebbe affatto



Invece, se la condizione è presente, siamo Invece, se la condizione è presente, siamo portati spontaneamente a leggerla prima di portati spontaneamente a leggerla prima di leggere il corpo del ciclo

leggere il corpo del ciclo



Quindi, nel caso in cui la condizione contenga Quindi, nel caso in cui la condizione contenga errori, la probabilità che ce ne accorgiamo è errori, la probabilità che ce ne accorgiamo è molto alta

molto alta

(51)

Domanda Domanda



La correttezza della condizione di un ciclo è La correttezza della condizione di un ciclo è una condizione sufficiente ad assicurare che una condizione sufficiente ad assicurare che siano eseguite

siano eseguite tutte e sole tutte e sole le iterazioni che le iterazioni che devono effettivamente essere eseguite in

devono effettivamente essere eseguite in accordo all'algoritmo da implementare?

accordo all'algoritmo da implementare?

(52)

Altre condizioni Altre condizioni



No No



Oltre alla correttezza della condizione del Oltre alla correttezza della condizione del

ciclo, sono fondamentali anche la correttezza ciclo, sono fondamentali anche la correttezza



del valore iniziale e del valore iniziale e



delle istruzioni di modifica delle istruzioni di modifica

delle variabili che determinano la condizione delle variabili che determinano la condizione del ciclo

del ciclo

(53)

Problema 1/2 Problema 1/2



In merito possiamo evidenziare che, mentre In merito possiamo evidenziare che, mentre la condizione del ciclo è esplicitata nelle

la condizione del ciclo è esplicitata nelle intestazioni delle istruzioni

intestazioni delle istruzioni while while e e do … do … while

while , mancano , mancano



sia un punto esplicito in cui sia un punto esplicito in cui inizializzare le variabili

inizializzare le variabili



che un punto esplicito in cui inserire che un punto esplicito in cui inserire l'istruzione di modifica

l'istruzione di modifica della condizione della condizione del ciclo

del ciclo



La mancanza dei precedenti punti espliciti fa La mancanza dei precedenti punti espliciti fa sì che ogni programmatore inserisca le

sì che ogni programmatore inserisca le

corrispondenti operazioni di inizializzazione e corrispondenti operazioni di inizializzazione e modifica dove meglio crede

modifica dove meglio crede

(54)

Problema 2/2 Problema 2/2



Questo aumenta la difficoltà e la fatica di Questo aumenta la difficoltà e la fatica di controllare la presenza/correttezza di tali controllare la presenza/correttezza di tali operazioni

operazioni



Quindi anche la probabilità di commettere Quindi anche la probabilità di commettere errori

errori



Se invece prevedessimo dei punti espliciti in Se invece prevedessimo dei punti espliciti in cui tali operazioni possano essere inserite, cui tali operazioni possano essere inserite, tali operazioni o la loro assenza salterebbero tali operazioni o la loro assenza salterebbero subito agli occhi (così come accadrebbe per subito agli occhi (così come accadrebbe per la condizione del ciclo)

la condizione del ciclo)

(55)

Istruzione iterativa

Istruzione iterativa for for



L'istruzione L'istruzione for for è proprio una estensione è proprio una estensione dell'istruzione

dell'istruzione while while in cui sono previsti, oltre in cui sono previsti, oltre ad un punto in cui inserire la condizione del ad un punto in cui inserire la condizione del ciclo, anche

ciclo, anche



un punto in cui inserire l'istruzione da un punto in cui inserire l'istruzione da eseguire

eseguire subito prima subito prima della prima della prima iterazione

iterazione



un punto in cui inserire l'istruzione da un punto in cui inserire l'istruzione da eseguire

eseguire subito dopo subito dopo ciascuna iterazione ciascuna iterazione

(56)

Sintassi e semantica Sintassi e semantica

<istruzione-for>

<istruzione-for> ::= ::=

forfor ((<istr_iniziale><istr_iniziale>;;<condizione><condizione>;;<istr_dopo_iter><istr_dopo_iter>))

<istruzione_corpo>

valutazione

<condizione>

vera

falsa

esecuzione

<istruzione_corpo>

esecuzione

<istr_iniziale>

esecuzione

<istr_dopo_iter>

Stessa struttura del while

(57)

Intestazione

Intestazione for for



Definiamo intestazione di un'istruzione (o ciclo) Definiamo intestazione di un'istruzione (o ciclo) for

for la parte la parte

for

for ((<istr_iniziale><istr_iniziale>;;<condizione><condizione>;;<istr_dopo_iter><istr_dopo_iter>))

nella precedente definizione della sintassi nella precedente definizione della sintassi dell'istruzione

dell'istruzione for for

(58)

Soluzione problemi

Soluzione problemi while while 1/2 1/2



Le istruzioni <istr_iniziale> Le istruzioni <istr_iniziale> ed ed

<istr_dopo_iter>

<istr_dopo_iter> nell'intestazione del ciclo nell'intestazione del ciclo sono tipicamente utilizzate come punti

sono tipicamente utilizzate come punti espliciti per

espliciti per



inizializzare i valori delle variabili inizializzare i valori delle variabili e per e per



modificare le variabili che determinano la modificare le variabili che determinano la condizione del ciclo

condizione del ciclo



Si risolvono così i problemi del Si risolvono così i problemi del while while e del e del do … while

do … while precedentemente descritti precedentemente descritti

(59)

Soluzione problemi

Soluzione problemi while while 2/2 2/2



Possiamo schematizzare la cosa nel modo Possiamo schematizzare la cosa nel modo seguente:

seguente:

<uso-istruzione-for-per-esplicitare-inizializz_modifica>

<uso-istruzione-for-per-esplicitare-inizializz_modifica> ::= ::=

forfor ((<istr_inizializzazione><istr_inizializzazione>;;<condizione><condizione>;;<istr_modifica><istr_modifica>))

<istruzione_corpo>



Vediamone un esempio illuminante in Vediamone un esempio illuminante in linguaggio C …

linguaggio C …

 Come vedremo in dettaglio in seguito, in Come vedremo in dettaglio in seguito, in linguaggio C non esiste l'oggetto

linguaggio C non esiste l'oggetto coutcout e si può e si può stampare una stringa su

stampare una stringa su stdout con la funzionestdout con la funzione printf("Stringa da stampare") ;

printf("Stringa da stampare") ; equivalente a:

equivalente a:

cout<<"Stringa da stampare" ; cout<<"Stringa da stampare" ;

(60)

Esempio pratico in C

(61)

Problema iniziale Problema iniziale



Risolviamo il nostro semplice problema iniziale Risolviamo il nostro semplice problema iniziale utilizzando l'istruzione

utilizzando l'istruzione

for

for al posto del al posto del while

while



La traccia era: scrivere un programma che, dato La traccia era: scrivere un programma che, dato un numero naturale

un numero naturale N

N, letto a tempo di

, letto a tempo di

esecuzione del programma stesso, stampi i primi esecuzione del programma stesso, stampi i primi

N

N numeri naturali

numeri naturali



Modifichiamo opportunamente Modifichiamo

opportunamente e completiamo

e completiamo il programma parziale, che era:

il programma parziale, che era:

main() main() {

{

int i = 1, N;int i = 1, N;

cin>>N;cin>>N;

ripetere il blocco { cout<<i<<endl; i++; }{ cout<<i<<endl; i++; } }}

(62)

Soluzione con

Soluzione con for for

main() main() {{

int i, N;int i, N;

cin>>N;cin>>N;

for(i = 1 ; i <= N ; i++)for(i = 1 ; i <= N ; i++) cout<<i<<endl;

cout<<i<<endl;

} }

Inizializzazione della variabile Inizializzazione della variabile ii

Modifica della Modifica della variabile

variabile ii, e quindi , e quindi della condizione di della condizione di ripetizione

ripetizione

(63)

Nuova forma alternativa Nuova forma alternativa



A partire dallo standard C++11 è disponibile A partire dallo standard C++11 è disponibile anche una nuova forma per l'istruzione

anche una nuova forma per l'istruzione for

for



La vedremo dopo aver introdotto i tipi di dato La vedremo dopo aver introdotto i tipi di dato

utilizzati nella definizione di questa nuova forma utilizzati nella definizione di questa nuova forma dell'istruzione

dell'istruzione

for

for

(64)

Ulteriore vantaggio del C++



Come abbiamo visto, col linguaggio C++ si Come abbiamo visto, col linguaggio C++ si

possono inserire istruzioni qualsiasi, incluso le possono inserire istruzioni qualsiasi, incluso le definizioni, in ogni punto del

definizioni, in ogni punto del

main

main



In particolare si può inserire anche una In particolare si può inserire anche una definizione come istruzione iniziale

definizione come istruzione iniziale

nell'intestazione

nell'intestazione dell'istruzione

dell'istruzione for

for



In questo caso la variabile così definita si può In questo caso la variabile così definita si può utilizzare

utilizzare solo nell'intestazione e nel corpo solo nell'intestazione e nel corpo del del ciclo

ciclo for

for



Modifichiamo il programma precedente per Modifichiamo il programma precedente per sfruttare questa caratteristica

sfruttare questa caratteristica

(65)

Esempio Esempio

main() main() {{

int N;int N;

cin>>N;cin>>N;

for(int i = 1 ; i <= N ; i++)for(int i = 1 ; i <= N ; i++) cout<<i<<endl;

cout<<i<<endl;

} }

Definizione con inizializzazione Definizione con inizializzazione della variabile

della variabile ii

(66)

Commento Commento



Questa forma di definizione all'interno del ciclo Questa forma di definizione all'interno del ciclo da diversi vantaggi in termini di

da diversi vantaggi in termini di leggibilità

leggibilità e

e riduzione del rischio di errori

riduzione del rischio di errori



Tutte le operazioni più importanti Tutte le

operazioni più importanti relative

relative alle variabili di controllo del ciclo (definizione, alle variabili di controllo del ciclo (definizione, inizializzazione, controllo della condizione,

inizializzazione, controllo della condizione, modifica delle variabili) sono

modifica delle variabili) sono raggruppate

raggruppate

nell'intestazione

nell'intestazione del ciclo

del ciclo



Variabili che devono essere Variabili che devono essere utilizzate solo nel utilizzate solo nel ciclo

ciclo possono essere possono essere definite in maniera tale definite in maniera tale da

da vivere

vivere solo per la durata del ciclo

solo per la durata del ciclo, ,

impedendo così di commettere l'errore di impedendo così di commettere l'errore di utilizzarle inavvertitamente quando non utilizzarle inavvertitamente quando non dovrebbero più essere utilizzate

dovrebbero più essere utilizzate

(67)

Istruzioni multiple Istruzioni multiple



Si possono inizializzare più variabili nella Si possono inizializzare più variabili nella istruzione iniziale dell'intestazione del

istruzione iniziale dell'intestazione del for

for



Allo stesso modo si possono effettuare più Allo stesso modo si possono effettuare più operazioni nell'istruzione da eseguire subito operazioni nell'istruzione da eseguire subito dopo la fine di ciascuna iterazione

dopo la fine di ciascuna iterazione



Basta utilizzare l'operatore virgola Basta utilizzare l'operatore virgola

(68)

Operatore virgola 1/2 Operatore virgola 1/2



Date le generiche espressioni Date le generiche espressioni

<espr1><espr1>,

,

<espr2>

<espr2>, ...,

, ..., <esprN>

<esprN> le si può concatenare

le si può concatenare mediante l'operatore virgola per ottenere la mediante l'operatore virgola per ottenere la seguente espressione composta:

seguente espressione composta:

<espr1>

,

, <espr2><espr2>, ...,

, ...,

<esprN><esprN>

in cui in cui



le espressioni le espressioni <espr1>

<espr1>,

, <espr2>

<espr2>, ...,

, ..., <esprN>

<esprN>

saranno

saranno valutate l'una dopo l'altra

valutate l'una dopo l'altra



il il valore valore dell'espressione composta sarà uguale dell'espressione composta sarà uguale a quello

a quello dell'ultima espressione valutata dell'ultima espressione valutata

(69)

Operatore virgola 2/2 Operatore virgola 2/2

Esempi:

int i, j ;

int i, j ;

for(i = 1, j = 3 ; i < 5 ; i++, j--)

for(i = 1, j = 3 ; i < 5 ; i++, j--)

... ;

... ;

(70)

Definizione multipla Definizione multipla



Si possono inoltre definire ed inizializzare più Si possono inoltre definire ed inizializzare più

variabili nella istruzione iniziale dell'intestazione variabili nella istruzione iniziale dell'intestazione del del

for

for



Devono essere tutte dello stesso tipo Devono essere tutte dello stesso tipo

for(

for(<tipo_variabili> <tipo_variabili> <nome_variabile1><nome_variabile1>

[ [

⁼= <valore1> <valore1>

] ]

^,^,

<nome_variabile2><nome_variabile2>

[ [

⁼⁼<valore2><valore2>

] ]

^{, … ;}^{, … ;}

<condizione><condizione> ; ; <istruzione1><istruzione1>, , <istruzione2><istruzione2>, …), …)



Esempio: Esempio:

for(int i = 1, j = 0 ; i <= N && j <= M; i++, j++) for(int i = 1, j = 0 ; i <= N && j <= M; i++, j++)

(71)

Secondo problema Secondo problema



Completiamo la panoramica risolvendo anche Completiamo la panoramica risolvendo anche l'altro problema utilizzando l'istruzione

l'altro problema utilizzando l'istruzione

for

for



Dato un numero naturale N Dato un numero naturale N, letto da , letto da stdin stdin, ,

stampare la corrispondente somma dei primi stampare la corrispondente somma dei primi N numeri naturali N numeri naturali



Nella soluzione sfruttare opportunamente la Nella soluzione sfruttare opportunamente la possibilità di definire variabili

possibilità di definire variabili nell'intestazione del ciclo

nell'intestazione del ciclo

(72)

Soluzione Soluzione

main() main() {{

int N, somma = 0;int N, somma = 0;

cin>>N;cin>>N;

for(int i = 1 ; i <= N ; i++)for(int i = 1 ; i <= N ; i++) somma += i;

somma += i;

cout<<somma<<endl;cout<<somma<<endl;

}}

(73)

Confronto for/while 1/2 Confronto for/while 1/2



Terminiamo confrontando le soluzioni Terminiamo confrontando le soluzioni del problema scritte utilizzando le due del problema scritte utilizzando le due istruzioni