1 strutture di controllo in c -- flow chart -- corso di informatica a vito perrone

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Strutture di controllo in C -- Flow Chart --

Strutture di controllo in C -- Flow Chart --

Corso di Informatica A

Vito Perrone

2Strutture di controllo in CInformatica A – V. PerroneCopyright © 2004 - The McGraw-Hill

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Indice Indice

•Rappresentazione degli algoritmi tramite flow chart

•Istruzione

•La parte dichiarativa

•L’ I/O

•Primi esempi … “che girano”


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Codifica degli algoritmi

• Algoritmo formulato per essere comunicato tra esseri umani – sintetico e intuitivo

– codificato in linguaggi informali o semi-formali (linguaggio naturale, diagrammi di flusso, …)

• Algoritmo formulato per essere eseguito automaticamente– preciso ed eseguibile

– codificato in linguaggi comprensibili dagli esecutori automatici (linguaggio macchina o linguaggio di programmazione di alto livello)


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Algoritmo = dati + istruzioni

Composto da

DatiIniziali

DatiFinali

(soluzione)

Algoritmo

Dati Istruzioni che operano sui dati


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Dati e istruzioni

• Tipi di dati– Numeri naturali o interi o reali (1, -2, 0.34)

– Caratteri alfanumerici (A, B, ..)

– Dati logici o booleani (Vero, Falso)

– Array o vettore di n elementi ({1,2,3})

• Istruzioni– Operazioni di Input/Output (es. leggi, scrivi)

– Operazioni Aritmetico-logiche (es. max = A + B)

– Strutture di controllo (es. SE, RIPETI )


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Criteri di classificazione dei dati

• Visibilità da parte dell’utente– visibile (di ingresso o uscita)– trasparente (dati temporanei di supporto)

• Variabilità nel tempo– costanti– variabili (acquisizione dall’esterno o

assegnazione)

• Struttura– elementari (interi, alfanumerici, booleani, …)– strutturati (array, matrici, …)


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Operazioni elementari

• Operazioni aritmetiche e assegnamenti di valori a singole variabili– Es. C (A + B)

• Condizioni sul valore di singole variabili– se (A > B) allora … altrimenti …

• Lettura e scrittura di variabili– “Leggi A” oppure “Stampa B”


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Rappresentazione degli Algoritmi

• 1. Linguaggio naturale

• 2. Diagramma a blocchi

• 3. Pseudo codice

• 4. Linguaggio di programmazione


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Rappresentare gli algoritmi

Linguaggio naturale- Sollevare il ricevitore- Attendere il segnale di linea libera- Comporre il numero- …

Pseudo codiceInput A,B

Tot 0

While A!=0 Do

Tot Tot + B

A A – 1

Output Tot

Linguaggio programmazione#include <stdo.h>

Int main (void){

puts(“ciao mondo!”);

return Exit_success;

}

Flow Chart

Sì

Passo P1

Inizio

Lettura a e b

c a – b

c> 0? No

Scrittura “max è a”

Scrittura “max è b”

Passo P2

Fine

Passo P0


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Diagrammi di flusso


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Diagrammi di flusso

I blocchi sono collegati fra loro da archi orientati.

– L’arco identifica la sequenza delle operazioni

– La freccia identifica il flusso della esecuzione

SI’ NO


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Esempio

Sì

Passo P1

Inizio

Lettura a e b

c a – b

c> 0? No

Scrittura “max è a”

Scrittura “max è b”

Passo P2

Fine

Passo P0 Esempio: dati in

ingresso due numeri A e B, si calcoli e stampi il maggiore.

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Le strutture di controllo

Le strutture di controllo


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Selezione semplice

No

Sì test

…

blocco istruzioni

…


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Selezione a due vie

No Sì test

…

blocco 1

…

blocco 2


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Ciclo a condizione iniziale

Sì test

…

No blocco istruzioni

…


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Ciclo a condizione

finale

No

Sì test

blocco istruzioni

…

…

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Alcuni esempi di algoritmo

Alcuni esempi di algoritmo


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Esempio: il prodotto di due interi positivi

• Leggi W

• Leggi Y

• Somma W a se stesso Y volte

• Scrivi risultato


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Prodotto di due interi positivi

1 Leggi W2 Leggi Y3 SP = 04 NS = Y5 SP = SP + W6 NS = NS - 17 NS = 0?

Se NO: torna a 58 Z = SP9 Scrivi Z

• Procedimento sequenziale

• Non ambiguo

• Formulazione generale

• Prevede tutti i casi

(che succede se Y < 0?)


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Strumenti per la descrizionedegli algoritmi

• Semi-formali (specifiche iniziali, ancora intelligibili solo all’essere umano)

• Formali (programmi da eseguire):

linguaggi di programmazione


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Linguaggi semi-formali

• pseudo-codice:– IF A>0 THEN A=A+1 ELSE A=0

• diagrammi di flusso(flow chart, schemi a blocchi):

START

END

PROCESS I/O

DECISIONSI NO


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Esempio Start

Leggi N

S 0I 1

S S+II I+1

Scrivi S

END

I > N ?NOSI

Calcolare e poi stampare la somma dei

primi N numeri naturali


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Esercizio

• L'esecutore deve leggere un intero N e restituire il fattoriale di questo numero, cioè il valore ottenuto da N x (N-1) x (N-2) x … x 1.

• Scrivere l’algoritmo immaginando che i dati di ingresso siano sempre corretti (cioè sempre maggiori di zero).

• Modificare l’algoritmo in modo da considerare anche la possibilità che siano inseriti valori inferiori a 1.


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Start

Leggi N

P 1I 1

I < NNO SI

I I + 1P P * I

Scrivi P

End

Diverse alternative (e.g. 7!)1 * 2 = 22 * 3 = 66 * 4 = 24

24 * 5 = 120120 * 6 = 720720 * 7 = 5040

7 * 6 = 4242 * 5 = 210

210 * 4 = 840840 * 3 = 2520

2520 * 2 = 5040Start

Leggi N

P N

N > 2NO SI

N N - 1P P * N

Scrivi P

End


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T pos N I P notet1 ?? ?? ??t2 4 ?? ??t3 4 1 1 I <

Nt4 4 1 1t5 4 2 2 I <

Nt6 4 2 2t7 4 3 6 I <

Nt8 4 3 6t9 4 4 24 I =

Nt10 4 4 24t11 4 4 24

“Tracciato” dell’esecuzioneIpotizziamo di calcolare

4!Start

Leggi N

P 1I 1

I < NNO SI

I I + 1P P * I

Scrivi P

End

Attenzione: il valore iniziale non è 0!!Può non esserci oppure esserci ma non essere noto.


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Start

Leggi N

P 1I 1

I < NNO SI

I I + 1P P * I

Scrivi P

End

Le alternative sono “diverse”?Start

Leggi N

P N

N > 2NO SI

N N - 1P P * N

Scrivi P

End

Cosa succede se il dato in ingresso non rispetta le specifiche (N > 0)?

Per esempio, che risultato restituisce l’esecutore per N = 0 ? e per N = -4 ?N = 0 P = 1

N = -4 P = 1N = 0 P = 0N = -4 P = -4


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N > 0NO SI

Scrivi“Errore!”

End

P 1I 1

I < NNO SI

I I + 1P P * I

Scrivi P

Start

Leggi N

Start

Leggi N

P 1I 1

I < NNO SI

I I + 1P P * I

Scrivi P

End

Come gestire le “eccezioni”

Start

Leggi N

P 1I 1

I < NNO SI

I I + 1P P * I

Scrivi P

End

N > 0NO SI

Scrivi“Errore!”

Algoritmo per il caso “normale”.Come lo modifico per gestire anchei casi che non erano stati previsti?

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Strutture di controllo in C -- Sintassi in C --

Strutture di controllo in C -- Sintassi in C --


Vito Perrone


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Il ciclo while

Contatore = 0; scanf (" %c", &Dato); Testo[Contatore] = Dato;while (Dato != '%' && Contatore < LunghezzaMassima) {

Contatore = Contatore + 1; scanf (" %c", &Dato); Testo[Contatore] = Dato;

}if (Contatore == LunghezzaMassima && Dato != '%')

printf ("La sequenza è troppo lunga");


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Contatore = 0;

do

{

scanf (" %c", &Dato);

Testo[Contatore] = Dato;

Contatore = Contatore + 1;

} while (Dato != '%' && Contatore < LunghezzaMassima);

if (Contatore == LunghezzaMassima && Dato != '%')

printf ("La sequenza è troppo lunga");

Il ciclo do-while


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Istruzioni cicliche:il ciclo for

• Invece di:

VariabileDiConteggio = ValoreIniziale; while (VariabileDiConteggio <= ValoreFinale) {

[Sequenza di istruzioni da ripetere]; VariabileDiConteggio = VariabileDiConteggio + 1;

}

• Si può usare:

for ( VariabileDiConteggio = ValoreIniziale; VariabileDiConteggio <= ValoreFinale;VariabileDiConteggio = Variabile di Conteggio + 1)

{[Sequenza di istruzioni da ripetere];

}


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Il ciclo for (2)

/* Programma InvertiSequenza */#include <stdio.h>#define LunghezzaSequenza 100 void main () {

int Contatore; int Memorizzazione[LunghezzaSequenza]; for (Contatore = 0; Contatore < LunghezzaSequenza; Contatore++)

scanf ("%d", &Memorizzazione[Contatore]); for (Contatore = LunghezzaSequenza – 1; Contatore >= 0; Contatore––)

printf ("%d", Memorizzazione[Contatore]); }


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Il ciclo for (3)/* Programma ContaCaratteri */

#include <stdio.h>#define DimVettoreFrequenze 123 void main (){

char Dato, Cursore; int FrequenzaCaratteri[DimVettoreFrequenze];

/* Inizializzazione dell'array di conteggio FrequenzaCaratteri. Vengono prese in considerazione solo le lettere dell'alfabeto, poiché il programma viene applicato a

un testo costituito da parole */for (Cursore = 'A'; Cursore <= 'Z'; Cursore++)

FrequenzaCaratteri[Cursore] = 0; for (Cursore = 'a'; Cursore <= 'z'; Cursore++)

FrequenzaCaratteri[Cursore] = 0; scanf (" %c", &Dato);

/* Inizia la lettura del testo */…


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… /* Inizia la lettura del testo */

while (Dato != '#') {

/* Se il dato letto è uno spazio esso deve essere semplicemente ignorato */if (!(Dato == ' '))

/* Si verifica che il dato letto sia una lettera dell'alfabetoe non altro carattere non ammesso */

if (Dato < 'A' || Dato > 'z' || (Dato > 'Z' && Dato < 'a')) printf ("Il testo contiene dei caratteri non ammessi");

else FrequenzaCaratteri[Dato] = FrequenzaCaratteri[Dato] + 1;

scanf (" %c", &Dato); }…

Il ciclo for (4)


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…/* Stampa dei totali delle lettere maiuscole */

for (Cursore = 'A'; Cursore <= 'Z'; Cursore++) {

printf ("Il numero di volte in cui il carattere %c compare nel testo è: %d\n", Cursore,

FrequenzaCaratteri[Cursore]);}

/* Stampa dei totali delle lettere minuscole */for (Cursore = 'a'; Cursore <= 'z'; Cursore++) {

printf ("Il numero di volte in cui il carattere %c comparenel testo è: %d\n", Cursore,

FrequenzaCaratteri[Cursore]);}

}

Il ciclo for (5)


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Istruzioni di selezione:il costrutto switch (1)

switch (CarattereLetto){

case 'A': case 'G': case 'H': printf ("Il carattere letto è A o G o H\n");

break;case 'F' : printf ("Il carattere letto è F\n");

break;}


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switch (CarattereLetto)

{

case 'A': case 'G': case 'H': printf ("Il carattere letto è A o G o H\n");

break;

case 'F': printf ("Il carattere letto è F\n");

break;

default: printf ("il carattere letto è sbagliato\n");

break;

}

Il costrutto switch (2)


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switch (Dipendente.Qualifica){

case CapoProgetto: Dipendente.Retribuzione =

(Dipendente.Retribuzione * 11) / 10;break;

case Venditore: Dipendente.Retribuzione =


case Segretario: Dipendente.Retribuzione =


}



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… /* Programma Melodia dal tuo nome */

{char C;int resto;printf ("Inserisci il primo carattere del tuo nome\n");scanf (" %c", &C);while (C != '#'){

resto = C % 7;switch (resto){

case 0: printf ("Il carattere %c corrisponde alla nota 'do'\n", C); break;

case 1: printf ("Il carattere %c corrisponde alla nota 're'\n", C); break;

…case 6: printf ("Il carattere %c corrisponde alla nota 'si'\n",

C); break;}printf ("Inserisci il prossimo carattere del tuo nome – # termina il

programma");scanf (" %c", &C);

}}



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Le istruzioni break e continue (1)

/* Ciclo infinito */ while (true){

scanf ("%d%d", &x, &y);if (x == 0)

/* Esce dal ciclo di lettura se x è uguale a 0 */break;printf ("%f\n", x/y);

}/* break provoca l'esecuzione dell'istruzione che

segue questo commento */


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/* Codice che elabora tutti i caratteri eccetto le lettere minuscole e maiuscole */

for (i = 0; i < NumDati; i++) {

scanf (" %c", &Dato); if ((Dato >= 'A' && Dato <= 'Z') || (Dato >= 'a' && Dato <= 'z'))

continue; /* Istruzioni che elaborano gli altri caratteri */

...

/* continue trasferisce qui il controllo perché possa iniziare la prossima iterazione del ciclo. È importante notare che i++ viene

eseguita anche in questo caso */ }

Le istruzioni break e continue (2)


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L’istruzione goto

scanf ("%d"%d", &x, &y);

if (y == 0)

goto error;

printf ("%f\n", x/y);

...

error: printf ("y non può essere uguale a 0\n");

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Strutture di controllo in C -- Alcuni esercizi --

Strutture di controllo in C -- Alcuni esercizi --


Vito Perrone


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Un metodo per scrivere programmi (Top-Down) 1/4

Esempio:

• Si leggano sequenze di gruppi di naturali; ciascun gruppo è separato dal successivo dal numero 0

• L’ultimo gruppo è terminato da “-1”

• Si stampino in uscita sequenze di naturali che rappresentano le somme dei valori dei singoli gruppi


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Un metodo per scrivere programmi (Top-Down) 2/4Prima iterazionecerca gruppo;while (esiste un gruppo) {

calcola sommatoria;stampa sommatoria;passa a prossimo gruppo;

}

Seconda iterazioneint i;scanf(“%d”, &i);while (i != -1) { /*Esiste un gruppo*/

calcola sommatoria;stampa sommatoria;passa a prox. gruppo;

}


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Un metodo per scrivere programmi (Top-Down) 3/4Terza iterazioneint i; int sum;scanf(“%d”, &i);while (i != -1) { /*Esiste un gruppo*/

sum=0;accumula sommatoria gruppo attualeprintf (“%d \n”, sum);passa al prossimo gruppo;

}

Quarta iterazioneint i; int sum;scanf(“%d” , &i);while (i != -1) {

sum=0;while (i!=0 && i != -1) { /*Gruppo non finito: i!=0 && i != -1*/

sum = sum+i; /*accumula sommatoria gruppo attuale*/scanf (“%d” , &i);

}printf (“%d \n” , sum);if (i!= -1) scanf (“%d” , &i);/* se i!=-1 passa al prossimo gruppo */

}


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Un metodo per scrivere programmi (Top-Down) 4/4

Generalizziamo il metodo:• Il programma viene derivato per passi

successivi di raffinamenti• Viene scritto ad ogni passo in un misto di C e

linguaggio naturale (pseudo-codice)• Alla fine del processo di raffinamenti risulta

scritto in C ed è eseguibile• I passi scritti in linguaggio naturale e raffinati

al passo successivo possono diventare commenti


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While e conversione di tipo

#include <stdio.h>main() {/*legge un carattere e ne stampa il valore ASCIIse è lettera minuscola; se no termina*/

char c; int i;printf(“scrivi un carattere minuscolo (maiuscolo per terminare)\n”);scanf (”%c”, &c);while (c>=’a’ && c<=’z’) {

i=c;printf(“valore ASCII per %c risulta %d”, c, i);printf(“scrivi un carattere minuscolo (maiuscoloper terminare)\n”);scanf (”%c”, &c);

}}


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Esercizio

• L'esecutore deve leggere un numero N indicato da un utente esterno e deve poi calcolare ed infine stampare la somma di tutti i numeri compresi tra 0 e N.

• Si presti attenzione al fatto che il numero indicato dall'utente può essere positivo, negativo e, al limite, anche uguale a zero.

• Per esempio, se il numero indicato dall'utente esterno fosse 5, il risultato generato dall'esecutore dovrebbe essere 15 (che corrisponde a 0+1+2+3+4+5); se fosse invece -7, il risultato dovrebbe essere -28 (che corrisponde a (-1)+(-2)+(-3)+(-4)+(-5)+(-6)+(-7)).


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Esercizio

• L'esecutore deve leggere una sequenza di numeri naturali (i.e. interi positivi strettamente maggiori di zero) e calcolarne (per poi stamparlo) il minimo.

• La sequenza si interrompe non appena viene introdotto un numero negativo oppure uguale a zero.

• Per esempio, data la sequenza 5, 1, 2, 3, 4, -5, il risultato dovrebbe essere: “Il valore minimo è 1”.


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Esercizio

• L'esecutore deve leggere una sequenza di numeri naturali (i.e. interi positivi strettamente maggiori di zero) e calcolarne (per poi stamparli) il massimo, il minimo e la media di questa sequenza.

• La sequenza si interrompe non appena viene introdotto un numero negativo oppure uguale a zero.

• Per esempio, data la sequenza 5, 1, 2, 3, 4, -5, il risultato dovrebbe essere:“Il massimo è 5, il minimo è 1, la media è 3”


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Esercizio

• L'esecutore deve leggere un numero N indicato da un utente esterno, questo numero indica la lunghezza della sequenza di numeri che vengono poi inseriti dallo stesso utente (per esempio, se un utente vuole inserire 20 numeri, prima indica il numero 20, poi specifica i 20 numeri che compongono la sua sequenza, in questo modo egli introdurrà 21 numeri).

• Di questi numeri, l'esecutore deve calcolare e poi stampare il massimo, il minimo e la media.

• Per esempio, data la sequenza 5, 1, 2, 3, 4, -5, il risultato dovrebbe essere:"massimo = 4, minimo = -5, media = 1"


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Esercizio

• L'esecutore deve leggere un intero che rappresenta l'anno, e stampare– la scritta “true” se l’anno in esame è

bisestile– la scritta “false” se l’anno non è bisestile.

• Si ricordi che un anno è bisestile se:– è divisibile per 4 ma non per 100– oppure se è divisibile per 400.

• Per esempio 1900 e 2100 non sono anni bisestili, mentre 1996 e 2000 lo sono.


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Esercizio

• L'esecutore deve leggere tre numeri interi che rappresentano una data in termini di giorno, mese e anno, e deve stampare il numero di giorni trascorsi dall'inizio dell'anno.

• Scrivere l’algoritmo immaginando che i dati di ingresso siano sempre corretti.

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