6 - Blocchi e cicli. Programmazione e analisi di dati Modulo A: Programmazione in Java. Paolo Milazzo

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6 - Blocchi e cicli

Programmazione e analisi di dati Modulo A: Programmazione in Java

Paolo Milazzo

Dipartimento di Informatica, Universit`a di Pisa http://www.di.unipi.it/∼milazzo

milazzo di.unipi.it

Corso di Laurea Magistrale in Informatica Umanistica A.A. 2014/2015

Paolo Milazzo (Universit`a di Pisa) Programmazione - Blocchi e cicli A.A. 2014/2015 1 / 30

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Sommario

1 Blocchi e visibilita’ delle variabili

2 Comandi iterativi (cicli) Il comando while Il comando for

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Blocchi (1)

Abbiamo visto che se in un ramo di un if devono essere eseguiti pi`u comandi ci vuole un blocco

Unblocco`e una sequenza di comandi racchiusa tra parentesi graffe

if ( saldo > = 0 ) {

S y s t e m . out . p r i n t l n (" S a l d o p o s i t i v o ");

d o u b l e i n t e r e s s e A t t i v o = s a l d o * t a s s o A t t i v o ; s a l d o = s a l d o + i n t e r e s s e A t t i v o ;

}

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Blocchi (2)

Il corpo del metodomain `e un altro esempio di blocco

s t a t i c p u b l i c v o i d m a i n ( S t r i n g [] a r g s ) { . . . . .

}

Un blocco pu`o essere inserito tra gli altri comandi del programma

S y s t e m . out . p r i n t l n (" P r i m a del b l o c c o ");

{

S y s t e m . out . p r i n t l n (" D e n t r o ... ");

S y s t e m . out . p r i n t l n (" ... al b l o c c o ");

}

S y s t e m . out . p r i n t l n (" F u o r i del b l o c c o ");

Inoltre, i blocchi possono essere annidati (uno dentro l’altro)

S y s t e m . out . p r i n t l n (" F u o r i dai b l o c c h i ");

{

S y s t e m . out . p r i n t l n (" Nel p r i m o b l o c c o ");

{

S y s t e m . out . p r i n t l n (" Nel s e c o n d o ... ");

S y s t e m . out . p r i n t l n (" ... b l o c c o ");

}

S y s t e m . out . p r i n t l n (" Di n u o v o nel p r i m o b l o c c o ");

}

S y s t e m . out . p r i n t l n (" F u o r i dai b l o c c h i ");

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Variabili locali

Una propriet`a importante dei blocchi `e la seguente:

le variabili dichiarate in un blocco sonolocali al bloccoe, quindi, scompaiono dopo l’esecuzione del blocco

if ( saldo > = 0 ) {

S y s t e m . out . p r i n t l n (" S a l d o p o s i t i v o ");

d o u b l e i n t e r e s s e = s a l d o * t a s s o ; s a l d o = s a l d o + i n t e r e s s e ;

}

S y s t e m . out . p r i n t l n ( i n t e r e s s e ); // E R R O R E !

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Visibilit` a delle variabili (1)

Si pu`o definire una nozione di visibilit`a (oscope) di una variabile

Lavisibilità(oscope) di una variabile è la porzione di programmain cui tale variabile può essere utilizzata

La visibilità di una variabile locale(cioè definita in un blocco) è la porzione di programma che va dalla dichiarazione della variabile stessaalla fine del blocco che la contiene

NOTA: Anche il corpo del metodo main `e un blocco!

Le variabili usate fino ad ora erano localial metodo main

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Visibilit` a delle variabili (2)

Limitare la visibilit`a di una variabile al blocco che la contiene consente di riutilizzare nomi di variabiliin parti diverse del programma

anche con tipi diversi

b o o l e a n l e g g i I n t e r o = . . . . ; if ( l e g g i I n t e r o ) {

int val = i n p u t . n e x t I n t ();

S y s t e m . out . p r i n t (" Il n u m e r o l e t t o e ’: ");

S y s t e m . out . p r i n t l n ( val );

} e l s e {

d o u b l e val = i n p u t . n e x t D o u b l e ();

S y s t e m . out . p r i n t (" Il n u m e r o l e t t o e ’: ");

S y s t e m . out . p r i n t l n ( val );

}

Tutto ciò sarà particolarmente utile nei cicli e nei programmi costituiti da più classi e metodi... (vedremo)

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Visibilit` a delle variabili (3)

ATTENZIONE: Le variabili dichiarate in un blocco non possono avere il nome di variabili esterne al blocco stesso

Il compilatore segnalerebbe un errore

int a =0;

{

int a =0; // E R R O R E : v a r i a b i l e gia ’ d i c h i a r a t a int b = 1 0 ;

S y s t e m . out . p r i n t l n ( a + b );

}

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Sommario

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Ripetere, ripetere, ripetere...

Tempo fa abbiamo visto il seguente programma Somma, che calcola la somma di due numeri

E se volessimo sommare un numero arbitrario di numeri (a scelta dell’utente)?

Serve un comando per poterITERARE (ripetere) pi`u volte delle operazioni

Vogliamo quindi realizzare dei CICLI

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Il comando while (1)

Il comando while consente di ripetere un comando (o un blocco) fintanto che una condizione specificata `e vera

i m p o r t j a v a . u t i l . S c a n n e r ; p u b l i c c l a s s S o m m a N u m e r i {

p u b l i c s t a t i c v o i d m a i n ( S t r i n g [] a r g s ) { S c a n n e r i n p u t = new S c a n n e r ( S y s t e m . in );

S y s t e m . out . p r i n t l n (" Q u a n t i n u m e r i v u o i s o m m a r e ? ");

int n u m e r i = i n p u t . n e x t I n t ();

int c o n t =0; // v a r i a b i l e da u s a r e c o m e c o n t a t o r e int s o m m a =0; // v a r i a b i l e da u s a r e c o m e a c c u m u l a t o r e

w h i l e ( cont < n u m e r i ) { // f i n t a n t o che c o n t e ’ m i n o r e di n u m e r i S y s t e m . out . p r i n t l n (" I n s e r i s c i il p r o s s i m o n u m e r o ");

int n = i n p u t . n e x t I n t ();

s o m m a = s o m m a + n ; // a g g i o r n a l ’ a c c u m u l a t o r e c o n t = c o n t +1; // i n c r e m e n t a il c o n t a t o r e }

S y s t e m . out . p r i n t l n ( s o m m a );

} }

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Il comando while (2)

Il comando while ha la seguente forma:

while (...condizione...) ...comando....

dove:

La condizione `e detta ancheguardia del while

La guardia pu`o essere una qualunqueespressione booleana Il comando (o blocco) `e detto corpodel while

Semantica del comando:

1. La guardia viene valutata

2. Se la guardia `e vera si esegue il corpo e si ricomincia dal punto 1 3. Se la guardia `e falsa si salta il corpo e si procede con l’istruzione

successiva al while

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Il comando while (3)

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Comandi di assegnamento ausiliari (1)

Nel programma SommaNumeri abbiamo visto i seguenti comandi:

s o m m a = s o m m a + n ; // a g g i o r n a l ’ a c c u m u l a t o r e c o n t = c o n t +1; // i n c r e m e n t a il c o n t a t o r e

Quando si usano i cicli, questo tipo di assegnamenti diventano frequenti.

Per questo in Java esistono dei comandi di assegnamento ausiliari (abbreviazioni sintattiche) che semplificano un po’ la scrittura:

s o m m a += n ; // c o r r i s p o n d e a s o m m a = s o m m a + n c o n t ++; // c o r r i s p o n d e a c o n t = c o n t +1

In maniera analoga abbiamo

x -= y // c o r r i s p o n d e a x = x - y x *= y // c o r r i s p o n d e a x = x * y x /= y // c o r r i s p o n d e a x = x / y i - - // c o r r i s p o n d e a i = i -1

Nota: esistono anche le forme prefisse ++i e --i che hanno senso quando si usano le operazioni di assegnamento all’interno di espressioni. Questa per`o non `e in generale una

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Comandi di assegnamento ausiliari (2)

Modifichiamo il programma usando i comandi di assegnamento ausiliari

i m p o r t j a v a . u t i l . S c a n n e r ; p u b l i c c l a s s S o m m a N u m e r i 2 {

int c o n t =0; // v a r i a b i l e da u s a r e c o m e c o n t a t o r e int s o m m a =0; // v a r i a b i l e da u s a r e c o m e a c c u m u l a t o r e

w h i l e ( cont < n u m e r i ) { // f i n t a n t o che c o n t e ’ m i n o r e di n u m e r i S y s t e m . out . p r i n t l n (" I n s e r i s c i il p r o s s i m o n u m e r o ");

s o m m a += n ; // a g g i o r n a l ’ a c c u m u l a t o r e ( con +=) c o n t ++; // i n c r e m e n t a il c o n t a t o r e ( con ++) }

} }

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Esempio d’uso (1)

Negozio di Caramelle:

abbiamo 100 caramelle da vendere al prezzo di 50 cent l’una i clienti arrivano uno dopo l’altro e possono comprare quante caramelle vogliono (fino ad esaurimento)

i m p o r t j a v a . u t i l . S c a n n e r ; p u b l i c c l a s s C a n d y S h o p {

int c a r a m e l l e = 1 0 0 ; // c a r a m e l l e in m a g a z z i n o

f i n a l d o u b l e P R E Z Z O = 0 . 5 ; // p r e z z o s i n g o l a c a r a m e l l a in e u r o w h i l e ( c a r a m e l l e >0) { // f i n t a n t o che non ho e s a u r i t o le c a r a m e l l e

S y s t e m . out . p r i n t (" S o n o d i s p o n i b i l i ");

S y s t e m . out . p r i n t ( c a r a m e l l e );

S y s t e m . out . p r i n t l n (" c a r a m e l l e ");

S y s t e m . out . p r i n t l n (" Q u a n t e ne v u o i c o m p r a r e ? ");

int num = i n p u t . n e x t I n t ();

. . . . c o n t i n u a . . . . .

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Esempio d’uso (2)

. . . . c o n t i n u a . . . . .

if ( num <0) // c o n t r o l l a l ’ i n p u t

S y s t e m . out . p r i n t l n (" N u m e r o e r r a t o ");

e l s e {

if ( num > c a r a m e l l e ) { num = c a r a m e l l e ;

S y s t e m . out . p r i n t l n (" Hai c h i e s t o t r o p p e c a r a m e l l e ");

S y s t e m . out . p r i n t (" Te ne d a r o ’ s o l t a n t o ");

S y s t e m . out . p r i n t l n ( num );

}

c a r a m e l l e -= num ; // p r e l e v a le c a r a m e l l e dal m a g a z z i n o S y s t e m . out . p r i n t (" C o s t o : ");

S y s t e m . out . p r i n t ( num * P R E Z Z O );

S y s t e m . out . p r i n t l n (" e u r o ");

} }

// a q u e s t o p u n t o il c i c l o e ’ t e r m i n a t o

// c i o e ’ le c a r a m e l l e s o n o e s a u r i t e ( c a r a m e l l e < = 0 ) S y s t e m . out . p r i n t l n (" C A R A M E L L E T E R M I N A T E ! ");

} }

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I cicli do-while (1)

Quando siamo sicuri che il corpo di un ciclo deve essere eseguito almeno una volta possiamo usare un do-while

Modifichiamo l’esempio SommaNumeri in modo che continui a sommare numeri finch`e l’utente non inserisce un numero negativo

int s o m m a =0; // v a r i a b i l e da u s a r e c o m e a c c u m u l a t o r e int n ; // v a r i a b i l e che m e m o r i z z a i n u m e r i i n s e r i t i

/* N O T A : n d e v e e s s e r e d i c h i a r a t a qui per e s s e r e v i s i b i l e n e l l a g u a r d i a del w h i l e */

do {

S y s t e m . out . p r i n t l n (" I n s e r i s c i il p r o s s i m o n u m e r o ");

n = i n p u t . n e x t I n t ();

if ( n > = 0 ) s o m m a += n ; // a g g i o r n a l ’ a c c u m u l a t o r e se n >=0 } w h i l e ( n > = 0 ) ; // c i c l a f i n t a n t o che n non e ’ n e g a t i v o S y s t e m . out . p r i n t l n ( s o m m a );

}

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I cicli do-while (2)

Il comando do-while ha la seguente forma:

do ....comando.... while (...condizione...) dove:

La condizione `e detta ancheguardia del do-while

La guardia pu`o essere una qualunqueespressione booleana Il comando (o blocco) `e detto corpodel do-while

1. Il corpo viene eseguito 2. La guardia viene valutata

2. Se la guardia `e vera si ricomincia dal punto 1

3. Se la guardia `e falsa si procede con l’istruzione successiva al while

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I cicli do-while (3)

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Sommario

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Quante iterazioni fa un ciclo?

Quando scriviamo un ciclo while, in generale potremmo non sapere quante iterazioni esso far`a

Esempio: in CandyShop il numero di iterazioni dipende da quante caramelle “compra” ad ogni passo l’utente

Iterazione indeterminata: “corro finch`e ho fiato...”

In alcuni casi, invece, il numero di iterazioni `e noto a priori

Esempio: in SommaNumeri si chiede all’utente quanti numeri voglia sommare, e il numero inserito dall’utente diventa esattamente il numero di iterazioni del ciclo.

Iterazione determinata: “corro per 10 giri di campo...”

Quando il numero di iterazioni `e noto a priori, in alternativa al while possiamo usare il comando for

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I cicli for (1)

Il comando for ha la seguente forma:

for ( ..cmdIniz.. ; ..condiz.. ; ..cmdAgg.. ) ...corpo...

dove:

cmdIniz `e un comando eseguito all’inizio del ciclo condiz `e la guardiadel ciclo

La guardia pu`o essere una qualunqueespressione booleana cmdAgg un comando eseguitoad ogni iterazione (Agg sta per aggiornamento)

Il corpo pu`o essere un singolo comando o un blocco

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I cicli for (2)

Un esempietto semplice:

for (int i =0; i < 1 0 ; i ++) S y s t e m . out . p r i n t l n ( i );

Questo programma stampa i valori da 0 a 9 uno dopo l’altro In altre parole:

Stampa tutti i valori di i,periche va da0a 10 (escluso) aumentando ogni volta i di 1

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I cicli for (3)

for ( ..cmdIniz.. ; ..condiz.. ; ..cmdAgg.. ) ...corpo...

1. Viene eseguito cmdIniz

2. La guardia (condiz) viene valutata 3. Se la guardia `e vera:

I si esegue il corpo

I si esegue cmdAgg

I si ricomincia da 2 (ATTENZIONE: non da 1)

4. Se la guardia `e falsa si salta il corpo e si procede con l’istruzione successiva al for

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I cicli for (4)

Modifichiamo allora SommaNumeri usando un for

int s o m m a =0; // v a r i a b i l e da u s a r e c o m e a c c u m u l a t o r e // per i che va da 0 a n u m e r i ( e s c l u s o )

for (int i =0; i < n u m e r i ; i ++) {

S y s t e m . out . p r i n t l n (" I n s e r i s c i il p r o s s i m o n u m e r o ");

s o m m a += n ; // a g g i o r n a l ’ a c c u m u l a t o r e }

} }

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I cicli for (6)

Un po’ di osservazioni:

Nel ciclo

for (int i =0; i < 1 0 ; i ++}

S y s t e m . out . p r i n t l n ( i );

la variabile i `elocale.

I la sua visiblit`a `e limitata al for

I `e buona normanon modificarei nel corpo del for

I posso riutilizzare i in un for successivo

I nomii,j,k... sono usati comunemente per le variabili-contatore dei cicli for

Si possono inserire pi`u comandi di inizializzazione e aggiornamento usando la virgola

for (int i =0 , j =0; i < 1 0 ; i ++ , j += i } { S y s t e m . out . p r i n t l n ( i );

S y s t e m . out . p r i n t l n ( j );

}

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I cicli for (7)

Un ciclo for pu`o essere sempre tradottoin un ciclo while equivalente Ad esempio, l’esempietto visto prima

for (int i =0; i < 1 0 ; i ++}

`

e equivalente al seguente blocco(nota: i nel for e’ una variabile locale)

{

int i =0;

w h i l e ( i < 1 0 ) {

i ++;

} }

ossia:

{

... c m d I n i z ...

w h i l e ( . . . c o n d i z . . . ) { ... c o r p o ...

... c m d A g g ...

} }

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Annidamento cicli (1)

Spesso nei programmi si usano cicli annidati un ciclo all’interno del corpo di un’altro ciclo

il ciclo interno viene ri-eseguito ad ogni iterazione del ciclo esterno ovviamente si possono annidare for dentro for, while dentro for, while dentro while, ....

p u b l i c c l a s s T a v o l a P i t a g o r i c a {

p u b l i c s t a t i c v o i d m a i n ( S t r i n g [] a r g s ) { for (int i =1; i < = 1 0 ; i ++) {

for (int j =1; j < = 1 0 ; j ++) { S y s t e m . out . p r i n t ( i * j );

S y s t e m . out . p r i n t (" ");

}

S y s t e m . out . p r i n t l n (); // a c a p o }

} }

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Annidamento cicli (2)

Output di TavolaPitagorica:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100