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Concetti Base di Programmazione

La Programmazione è l'attività con cui si predispone l'elaboratore ad eseguire un particolare insieme di azioni su una particolare tipologia di dati, allo scopo di risolvere un problema.

Problema: È un quesito espresso attraverso un enunciato che, sulla base di dati noti, richiede di determinare dati non noti logicamente deducibili dai primi. La risoluzione di un problema avviene in 3 passaggi:

1. Individuazione dati conosciuti (INPUT).
2. Individuazione dati che si vogliono ottenere (OUTPUT).
3. Studio del metodo risolutivo (ALGORITMO).

   Algoritmo

   È una sequenza finita di passi, eseguita secondo un ordine prefissato, che risolve in un tempo finito il problema .

Proprietà degli Algoritmi:

• Efficienza: perviene alla soluzione nel modo migliore possibile.
• Finitezza: il numero di istruzioni è finito e vengono eseguite un numero finito di volte.
• Determinismo: le istruzioni devono essere definite senza ambiguità. Se eseguito più volte con gli stessi dati, deve produrre gli stessi risultati.
• Generalità: risolve una famiglia di problemi, non solo un caso singolo.
• Non Ambiguità: costituito da regole interpretabili in modo univoco.

Algoritmi Equivalenti: Due algoritmi si dicono equivalenti se, in corrispondenza dello stesso input, calcolano lo stesso output.

Linguaggi di Programmazione

Un Linguaggio di Programmazione è un linguaggio formale dotato di una sintassi ben definita utilizzato per scrivere programmi che realizzano algoritmi.

• Sintassi: Insieme delle regole che consentono di scrivere correttamente le frasi del linguaggio (errori rilevati dal compilatore).
• Semantica: Disciplina che studia il significato delle parole e delle frasi. Gli errori semantici causano comportamenti inaspettati e non vengono segnalati dal compilatore.

Traduzione dei Programmi: Per essere eseguito, un programma ad alto livello (es. C, C++, Java) deve essere tradotto in linguaggio macchina.

1. Compilazione: Il programma sorgente viene trasformato interamente in un eseguibile. Vantaggio: velocità di esecuzione.
2. Interpretazione: Traduzione riga per riga. Vantaggio: portabilità; Svantaggio: lentezza .

Elementi di Base del C++

Fasi di un programma C++

1. Edit: scrittura del programma.
2. Preprocess: gestione delle inclusioni.
3. Compile: compilazione.
4. Link: collegamento con le librerie.
5. Load: caricamento in memoria.
6. Execute: esecuzione.

Compilazione (Linux/Terminale):

• Comando: g++ main.cpp (genera a.out).
• Esecuzione: ./a.out.
• Specificare nome output: g++ main.cpp -o prova $\rightarrow$ ./prova.

  Struttura del Codice

  Esempio di "Hello World":

  
  #include <iostream>  // Direttiva al preprocessore per Input/Output [cite: 309-312]
  using namespace std; // Namespace standard [cite: 298]

int main() { // Funzione principale (entry point) [cite: 313] cout << "ciao"; // Istruzione di output [cite: 325] return 0; // Termina il programma correttamente [cite: 328] }

**Sequenze di Escape:** Caratteri speciali non stampati. `\n` (nuova linea), `\t` (tab) .
### Variabili e Tipi di Dato
Una variabile è una posizione di memoria in cui un valore può essere archiviato.
**Dichiarazione e Inizializzazione:**
- Classica: `int x = 0;`.
- C++11: `int x {0};`.
- _Nota:_ Bisogna sempre inizializzare le variabili.

**Tipi di dato principali:**
- `int`: Numeri interi.
- `float` / `double`: Numeri reali (virgola mobile).
- `char`: Singolo carattere (tra apici singoli `' '`).
- `bool`: Valori booleani (`true`/`false`).

**Limiti dei tipi:** Utilizzando la libreria `<climits>`, si possono conoscere i valori minimi e massimi (es. `INT_MAX`, `INT_MIN`).
### Input e Output
- **Output (Stampa):** `cout << variabile;`.
- **Input (Lettura):** `cin >> variabile;`.
    - Utilizza lo stream di input standard per ottenere un valore dalla tastiera.
## Strutture di Controllo (Flusso)
### Istruzione IF (Selezione)
Indica al calcolatore di eseguire istruzioni diverse al verificarsi di una condizione.
```c++
if (condizione) {
    // Istruzioni se VERO
} else {
    // Istruzioni se FALSO
}

La condizione è un'espressione logica (TRUE o FALSE).

Ciclo WHILE (Iterazione)

Esegue le istruzioni all'interno del blocco finché la condizione è verificata.

while (condizione) {
    // Istruzioni
}

Il controllo avviene prima di eseguire il blocco.

Ciclo DO-WHILE

Simile al While, ma il blocco viene eseguito almeno una volta, poiché il controllo è alla fine.

do {
    // Istruzioni
} while (condizione);

Ciclo FOR

Effettua un ciclo tramite tre azioni principali:

1. Prologo: Inizializzazione del contatore.
2. Condizione: Verifica per la continuazione.
3. Continuazione: Aggiornamento (incremento/decremento) a fine giro.

   for (int i = 0; i < N; i++) {
   // Istruzioni
   }

   Comandi di Branching

   • break: Termina l'esecuzione del ciclo o dello switch (salta fuori).
   • continue: Salta alla fine del blocco corrente ma non termina il ciclo (passa all'iterazione successiva).

     Esercizi ed Esempi Notabili

4. Numeri Random: Utilizzare <cstdlib> e rand(). Per generare numeri diversi ad ogni esecuzione usare il "seme": srand(time(0)) con la libreria <ctime> .
5. Switch Case: Alternativa all'IF per scelte multiple su valori discreti/interi.