Strutture di controllo

(1)

Elementi di Informatica

Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio 27

Strutture di controllo

Le istruzioni semplici permettono di specificare in un programma delle azioni elaborative semplici, costituenti un’unica sequenza di esecuzione possibile

Nella maggior parte dei casi, un algoritmo si compone di più e diverse possibili sequenze di elaborazioni,

ciascuna possibile sequenza elaborativa dipende dal verificarsi o meno di condizioni

In generale, un algoritmo descrive più sequenze possibili di azioni elaborative, ed in ogni esecuzione una sola (o una combinazione) di esse verrà realizzata.

Inizia telefonata;

Solleva la cornetta;

Se c’è il tono di della linea allora inizia

componi il numero;

se il numero chiamato è libero allora inizia

aspetta che qualcuno risponda;

se qualcuno risponde allora

continua a conversare finché non hai finito;

fine fine

riponi la cornetta sull’apparecchio;

Fine della telefonata.

Un esempio

(2)

Inizia telefonata Solleva la cornetta;

NON c’è il tono di della linea riponi la cornetta sull’apparecchio.

Fine della telefonata

C’è il tono di della linea inizia

componi il numero;

il numero chiamato NON è libero fine

riponi la cornetta sull’apparecchio.

c’è il tono di della linea inizia

il numero chiamato è libero inizia

qualcuno risponde;

continua a conversare finché non hai finito;

fine fine

… più sequenze dinamiche (esecuzioni) associate alla stessa sequenza statica ...

c’è il tono di della linea inizia

il numero chiamato è libero inizia

nessuno risponde;

fine fine

La sequenza effettivamente eseguita dipende da eventi (condizioni) che si verificano durante l’esecuzione stessa:

... Presenza della linea …

… linea libera o occupata ...

Un algoritmo (ovvero un programma) è descritto con una sequenza di frasi (ovvero istruzioni ), che è detta sequenza statica o lessicografica.

La sequenza lessicografica può contenere più differenti sequenze dinamiche (esecuzioni)

Sequenze Statiche e Dinamiche

(3)

“costrutti sintattici” quali:

se...allora...altrimenti....

qualora...ma ...nel caso in cui...

ripeti ... fino a quando…

continua …. finché mentre... se ..però...

verificandosi...altrimenti....

nel primo caso...., nel secondo caso..., ... nell’ennesimo caso...

...…

indicano possibili condizioni (eventi) che danno origine alle diverse sequenze dinamiche

nei linguaggi di programmazione questi “costrutti sintattici”

vengono chiamati “strutture di controllo”

Sequenze Statiche e Dinamiche

Sequenza

struttura di controllo che racchiude istruzioni semplici o altre strutture di controllo che vanno eseguite nell’ordine in cui sono scritte

una sequenza può anche racchiudere una sola istruzione o una sola struttura di controllo

Selezione

una struttura di controllo per selezionare una fra due o più possibili “sequenze” di istruzioni

Ciclo

struttura di controllo per ripetere l’esecuzione di una “sequenza” di istruzioni

Strutture di Controllo

(4)

Sequenza

Sequenza begin S end;

tra begin e end sono inserite le istruzioni che devono essere eseguite

una prima struttura:

if (condizione) then

<sequenza>

endif

 condizione è una espressione booleana (predicato)

 <sequenza> è una sequenza di istruzioni semplici o strutturate

se condizione è vera esegui istruzioni in <sequenza>; in ogni caso continua eseguendo la prima istruzione successiva alla struttura di controllo

Selezione

(5)

la struttura introduce due possibili sequenze dinamiche (esecuzioni):

C = VERO, sequenza eseguita:

S0 - S1 - S2

C = FALSO, sequenza eseguita:

S0 - S2 S0

if (C) then S1 endif S2

…. struttura 1-in /1-out ….

S0

S1

S2 C

vero falso

Program area_rettangolo;

// questo programma calcola l’area di un rettangolo

FLOAT base, altezza, area;

begin

write (‘immetti base‘);

read (“%f” base);

write (‘immetti altezza ‘);

read (“%f” altezza);

if ((base > 0) and (altezza > 0)) then area = base * altezza;

write (‘Area=‘, “%f”, area);

endif end.

… il programma per calcolare l’area del rettangolo …

… considerando le precondizioni sugli input ...

(6)

begin

write (‘immetti base’);

if ((base > 0) and (altezza > 0)) then

area = base * altezza;

endif end.

Cosa accadrà quando sarà eseguito … dal punto di vista dell’utente

immetti base 7

immetti altezza 12

Area= 84

Schermo del video

l’utente digita 7 base = 7

l’utente digita 12 altezza = 12

area = 7 * 12 = 84

(base > 0 and altezza > 0)=VERO

begin

endif end.

immetti base 7

immetti altezza 0

Schermo del video

L’utente non vede alcun risultato !? Vediamo come migliorare ….

(base > 0 and altezza > 0)=FALSO

(7)

begin

endif

if ((base <= 0) or (altezza <= 0)) then

write (‘ERRORE! Base e/o altezza non maggiore di zero’);

endif end.

… aggiungiamo una struttura “if … then …” per visualizzare un messaggio di errore …

begin

endif

if ((base <= 0) or (altezza <= 0)) then

write (‘ERRORE! Base e/o altezza non maggiore di zero’);

endif end.

Cosa vedrà l’utente quando sarà eseguito …

immetti base 7

immetti altezza 0

Schermo del video

(base > 0 and altezza > 0)=FALSO ERRORE! Base e/o altezza non maggiore di zero

(base <= 0 or altezza <= 0)=VERO

(8)

Il programma di esempio calcolo volume parallelepipedo

Program volume_parallelepipedo;

FLOAT LBase, ABase, H, Volume, Area_Base;

begin

write (‘immetti valore della lunghezza di base’);

read (“%f” LBase);

write (‘immetti valore della altezza di base‘);

read (“%f” ABase);

write (‘immetti valore della altezza del parallelepipedo‘);

read (“%f” H);

Area_Base = LBase* ABase;

Volume=Area_Base*H;

write (‘Volume= ‘, “%f” Volume);

end.

... Modificare il programma del calcolo del volume del parallelepipedo per verificare il rispetto delle precondizioni ...

Il programma di esempio calcolo volume parallelepipedo

Program volume_parallelepipedo;

FLOAT LBase, ABase, H, Volume, Area_Base;

begin

write (‘immetti valore della lunghezza di base’);

read (“%f” LBase);

write (‘immetti valore della altezza di base‘);

read (“%f” ABase);

write (‘immetti valore della altezza del parallelepipedo‘);

read (“%f” H);

if ((Lbase>0) and (Abase>0) and (H>0) then

Area_Base = LBase* ABase;

Volume=Area_Base*H;

write (‘Volume= ‘, “%f” Volume);

endif

if ((Lbase<=0) or (Abase<=0) or (H<=0)

write (‘ERRORE !!! Almeno una delle dimensioni è non maggiore di zero’);

... programma del calcolo del volume del parallelepipedo con istruzioni per la verifica del rispetto delle precondizioni ...

(9)

una seconda struttura:

if (condizione) then

<sequenza1>

else

<sequenza2>

endif

 condizione è una espressione booleana (predicato)

 <sequenza1> <sequenza2> sono sequenze di istruzioni semplici o strutturate

se condizione è vera esegui istruzioni in <sequenza1>; altrimenti (cioè condizione è falsa) esegui <sequenza2>; in ogni caso continua

eseguendo la prima istruzione successiva alla struttura di controllo

Selezione

la struttura introduce due possibili sequenze dinamiche (esecuzioni):

C = VERO, sequenza eseguita:

S0 - S1 - S3

C = FALSO, sequenza eseguita:

S0 - S2 - S3 S0

if (C) then S1 else S2 endif S3

…. struttura 1-in /1-out ….

S0

S2

S3

vero

C

falso

S1

(10)

begin

if ((base > 0) and (altezza > 0)) then begin

write (‘Area= ‘, “%f” area);

end else

write (‘Errore: base o altezza = <0’);

endif end.

… un ulteriore miglioramento del programma per il calcolo dell’area di un rettangolo ...

begin

if ((base > 0) and (altezza > 0)) then begin

end else

write (‘Errore: base o altezza = <0’);

endif

immetti base 7

immetti altezza 0

Schermo del video

l’utente digita 0

altezza = 0 Errore: base o altezza = <0

(base > 0 and altezza > 0) = FALSO

(11)

Selezione a più vie:

Selezione

Struttura di scelta plurima che controlla se una espressione assume un valore all’interno di un certo insieme di costanti e si comporta di conseguenza

struttura SWITCH

tale struttura spesso è anche indicate come CASE OF

switch (<espressione>) begin

case c1:

S1;

break;

case c2:

S2;

break;

…

case cN:

Sn;

break;

[default: S_default; break;

] end

Selezione a più vie

semantica

Valuta valore <espressione>

nel caso di valore pari a c1 esegui S1;

esci dalla struttura switch (break);

nel caso di valore pari a c2 esegui S2;

…

nel caso di valore pari a cN esegui Sn;

[ nel caso di valore diverso da c1 ,..., cN ) esegui S_default;

] …. (è opzionale)

(12)

switch (<espressione>) begin

case c1:

S1;

break;

case c2:

S2;

break;

…

case cN:

Sn;

break;

default: S_default; break;

end

Selezione a più vie

Espressione di controllo (discriminante)

costanti

Istruzioni da eseguirsi se <espressione>

uguale a c1, c2, …., cN

Istruzione per uscire dallo Switch

Istruzioni da eseguirsi se <espressione> diversa da c1, c2, ….

(è opzionale)

S0

Sn

SU E

S2

S1 … S

_default

c1 c2 cn

Selezione a più vie:

Selezione

(13)

……

write (‘ immetti numero tra 1 e 4’);

read("%d“, num);

switch (num) begin

case 1: write(‘*’); break;

case 2: write(‘**’); break;

case 3: write(‘***’); break;

case 4: write(‘****’); break;

default: write(‘!’); break;

end

… …

Selezione: switch

Esempio: stampa da 1, 2, 3, o 4 asterischi in base al numero (compreso tra 1 e 3) immesso , altrimenti stampa un ‘!’

\

Selezione: switch

immetti numero tra 1 e 4

3

***

Schermo del video

……

write (‘immetti numero tra 1 e 4’);

read("%d", num);

end

… …

l’utente digita 3 num = 3

(14)

Selezione: switch

immetti numero tra 1 e 4

5

!

Schermo del video

……

write (‘immetti numero tra 1 e 4’);

read("%d", num);

end

… …

l’utente digita 5 num = 5

Selezione a più vie in C

Struttura switch in C:

switch (<espressione>) {

case c1:

S1;

break;

case c2:

S2;

break;

…

case cN:

Sn;

break;

[ default: S_default; break;

] }

semantica

Valuta valore <espressione>

caso valore c1 esegui S1; esci dalla struttura switch (break);

caso valore c2 esegui S2; esci dalla struttura switch (break);

…

caso valore cN esegui Sn; esci dalla struttura switch (break);

[caso valore diverso da c1 ,..., cN )

esegui S_default; esci dalla struttura switch (break);

] …. (è opzionale)

N.B. :break provoca l’uscita immediata dalla struttura switch

(15)

#include<stdio.h>

main ( )

/* questo programma stampa da 1 a 3 stelle o un ! */

{ ...

scanf("%d", &num);

switch (num) {

case 1: {printf("*\n"); break;}

case 2: {printf("**\n"); break;}

case 3: {printf("***\n"); break;}

default: {printf("!\n"); break;}

} }

Esempio: stampa da 1, 2, o 3 stelle in base al numero (compreso tra 1 e 3) immesso , altrimenti stampa un ‘!’

Selezione a più vie in C

Struttura switch in C:

main ( )

/* questo programma stampa da 1 a 3 stelle o un ! */

{ ...

if(num==1) printf("*\n");

else

if(num==2) printf("**\n");

else

if(num==3) printf("***\n");

else

printf("!\n");

}

Esempio: stampa da 1, 2, o 3 stelle in base al numero (compreso tra 1 e 3) immesso , altrimenti stampa un ‘!’

Selezione a più vie in C

La struttura switch può essere sostituita con una serie di strutture if… else if…

innestate

(16)

main ( )

/* stampa da 1 a 3 stelle o un

! usando if... else if... */

{ ...

if(num==1) printf("*\n");

else

if(num==2)

printf("**\n");

else

if(num==3)

printf("***\n");

else

printf("!\n");

}

Selezione a più vie in C

main ( )

/* stampa da 1 a 3 stelle o un ! – usando switch */

{ ...

switch (num) {

case 1:{printf("*\n");

break;}

case 2: {printf("**\n");

break;}

case 3: {printf("***\n");

break;}

default: {printf("!\n");

break;}

} }

Esercizio:

Scrivere un programma che letto un carattere in ingresso, stampa un messaggio indicante se il carattere immesso è: una cifra; una lettera minuscola o maiuscola;

un altro tipo di carattere

… LDP …

// stampa se il carattere immesso è una cifra o una lettera minuscola o maiuscola

…..

char c;

read(“%c”, c);

switch ( c ) begin

case '0' : case '1' : case ’2' : case ’3' : case ’4' : case ’5' : case ’6' : case ’7' : case ’8' : case '9' : write( ‘Cifra ‘); break;

case 'a' : case ‘b' : ...… : case 'z' : write( ‘ Lettera minuscola ‘); break;

case 'A' : case ‘B' : ...… :case 'Z' : write( ‘ Lettera maiuscola ‘ ); break;

default : write( ‘ Altro Carattere ‘);

end

Selezione: switch

(17)

Program cifra_Lettera;

// stampa se il carattere immesso è una cifra o una lettera minuscola o maiuscola

char c;

begin read(“%c”, c);

if ((c >= ‘0’) and (c <= ‘9’)) then

write ( ‘Cifra’);

else

if ((c >= ‘a’) and (c <= ‘z’)) then

write( ‘ Lettera minuscola‘);

else

if ((c >= ‘A’) and (c <= ‘Z’)) then

write( ‘ Lettera maiuscola ‘ );

else

write( ‘ Altro Carattere\n ‘);

endif endif endif end.

Soluzione con if then else if LPD

#include <stdio.h>

main()

{// stampa se il carattere immesso è una cifra o una lettera minuscola o maiuscola char c;

scanf(“%c”, &c);

if ((c >= ‘0’) && (c <= ‘9’)) printf( "Cifra \n”);

else

if ((c >= ‘a’) && (c <= ‘z’))

printf( ‘ Lettera minuscola\n ‘);

else

if ((c >= ‘A’) && (c <= ‘Z’)) printf( ‘ Lettera maiuscola \n‘ );

else

printf( ‘ Altro Carattere\n ‘);

}

Soluzione con if else if in C

(18)

#include <stdio.h>

main() {

// stampa se il carattere immesso è una cifra o una lettera minuscola o maiuscola char c;

scanf(“%c”, c);

if ((c >= ‘0’) && (c <= ‘9’)) printf( ‘Cifra\n ‘);

else if ((c >= ‘a’) && (c <= ‘z’))

{ printf( ‘ Lettera minuscola\n ‘);

}

else if ((c >= ‘A’ && (c <= ‘Z’))

{ printf( ‘ Lettera maiuscola\n ‘ );

}

else printf( ‘ Altro Carattere\n ‘);

}

Soluzione con if else if

H

Lettera maiuscola

Schermo del video l’utente digita H

c = H

FALSO

Vero

Esempio

Analisi e Specifica

Definizione del problema:

I clienti di un’azienda sono classificati in sei categorie indicate con i caratteri:

A - B - C - D - E - 0

L’azienda attua ai vari clienti uno sconto in base alla categoria cui appartengono secondo la seguente tabella

Categoria A B C D E 0

Sconto 5% 7,5% 10% 15% 18,5% 0%

Scrivere un programma che ricevuti in input la categoria del cliente ed il prezzo intero che dovrebbe pagare, calcoli l’importo dello sconto da effettuare (in base alla tabella indicata) ed il totale che pagherà effettivamente detraendo lo sconto dal prezzo intero.

(19)

Esempio

Definizione dei dati del problema:

I: categoria del cliente, prezzo intero

Pi: la categoria del cliente deve essere una di quelle valide, riportate nella tabella precedente, il prezzo deve essere non negativo

U: importo sconto, totale cliente;

Pu: il totale cliente non può essere maggiore del prezzo intero e deve essere non negativo

Esempio

Tabella delle variabili di ingresso

Tabella delle variabili di uscita

Nome Varibile Descrizione Tipo

catCli Categoria del cliente il cui valore deve essere uno tra (A, B, C, D, E, 0)

CHAR

prezzo Prezzo intero che il cliente pagherebbe senza lo sconto FLOAT

sconto Importo dello sconto da praticare FLOAT

totaleCliente Importo ‘scontato’ che il cliente pagherà FLOAT

Tabella delle variabili di algoritmo

al_sconto Aliquota percentuale da applicare per calcolare l’importo dello sconto da praticare

FLOAT

(20)

Esercizio

Progettazione

Descrizione del metodo di elaborazione:

Si richiede l’immissione della categoria cliente e del prezzo intero E’ letto il valore del prezzo intero ed è assegnato alla variabile prezzo Se il valore di prezzo è negativo è richiesta la re-immissione di prezzo E’ letto il valore della categoria cliente che è assegnato alla variabile catCli

Usando una struttura switch, con discriminante catCli, alla variabile al_sconto viene assegnato, in base alla tabella precedente, il valore della aliquota da usare per calcolare l’importo dello sconto.

Se per la categoria cliente è immesso un valore non valido, viene visualizzato un messaggio di errore e si assegna il valore -1 alla variabile al_sconto.

Se il valore della variabile al_sconto non è valido (ovvero è uguale a -1) è richiesta la re-immissione del valore di catCli; quando al_sconto è valido si calcola:

• l’importo dello sconto:

sconto = prezzo * (al_sconto / 100)

• l’importo del totale ‘scontato’:

totaleCliente = prezzo – sconto

Si visualizzano, con adeguati messaggi a video, i valori del prezzo, dell’aliquota sconto, dell’importo dello sconto, del totale scontato.

main ( )

/* questo programma calcola lo sconto in base alla categoria cliente */

{float al_sconto, prezzo, totaleCliente, sconto;

char catCli;

do {

printf("inserisci il prezzo\n");

scanf("%f", &prezzo);

if (prezzo <= 0)

printf("ERRORE! VALORE PREZZO NEGATIVO !! \n");

}

while (prezzo<=0);

il programma in C

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Elementi di Informatica Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio

do

{printf("inserisci la categoria del cliente\n");

scanf(“\n%c", &catCli);

switch (catCli)

{ case 'A':{al_sconto= 5;

break;}

case 'B':{al_sconto= 7.5;

break;}

case 'C': {al_sconto= 10;

break;}

case 'D': {al_sconto= 15;

break;}

case 'E': {al_sconto= 18.5;

break;}

case '0': {al_sconto= 0;

break;}

default: {printf("CATEGORIA INESISTENTE!\n");

al_sconto=-1;

break;}

} }

while(al_sconto==-1);

il programma in C

Elementi di Informatica Prof. G. A. Di Lucca - Univ. del Sannio

sconto = prezzo * (al_sconto/100);

totaleCliente = prezzo - sconto;

printf("\n Prezzo: %f\n", prezzo);

printf("\n Aliquota sconto: %f \n Importo Sconto %f\n", al_sconto, sconto);

printf("\n Totale da pagare: %f\n", totaleCliente);

system("Pause");

}