Informatica Generale

1. Informatica Generale Marzia Buscemibuscemi@di.unipi.it Ricevimento: Giovedì ore 16.00-18.00, Dipartimento di Informatica, stanza 306-PS o per posta elettronica Pagina web del corso: http://www.di.unipi.it/~buscemi/IG07.htm (sommario delle lezioni in fondo alla pagina)

2. Nella scorsa lezione abbiamo visto • esempi di algoritmi per risolvere problemi (numerici e non numerici) • come dividere un problema in sotto-problemi e quindi trovare un algoritmi componendo sotto-algoritmi • ... usando generalmente gli array

3. Oggi.. • Completeremo l’argomento della scorsa lezione trattando un’altra struttura dati: i record • Vedremo due diversi paradigmi di programmazione (imperativa, orientata agli oggetti) • Parleremo di ipertesti e vedremo un linguaggio ipertestuale (l’HTML)

4. Record 1 • Gli array sono sequenze di valori dello stesso tipo: • interi, reali … • caratteri (‘a’,’b’, …) • sequenze di caratteri (dette stringhe, ”gatto ”, ”oggi piove !” …) • I record sono aggregati di variabili di tipo diverso e permettono di definire nuovi tipi

5. Record 2 • A cosa possono servire…... • A rappresentare le schede della biblioteca: stringa Nome Autore stringa Cognome Autore Titolo stringa Scaffale intero Posizione intero … altre informazioni ….. Campidel record

6. Record 3 • Il tipo record scheda espresso in linguaggio C struct scheda { char nome[100]; //stringa di al più //100 caratteri char cognome[100]; char titolo[300]; int scaffale; int posizione; } ;

7. Record 4 //Come dichiaro che voglio //una variabile di tipo ‘scheda’ struct scheda nuovo_libro; // come assegno valori ai diversi campi nuovo_libro.nome =”Jorge"; nuovo_libro.cognome =”Amado"; nuovo_libro.titolo =”Dona Flor e i suoi due mariti"; nuovo_libro.scaffale =8; nuovo_libro.posizione =356;

8. Record 5 • Si possono definire array di record • questo può servire, ad esempio a definire l’insieme delle schede di una biblioteca: struct scheda archivio[100000] • possiamo quindi formalizzare un semplice algoritmo per la ricerca in uno schedario Importante: archivio[2] è il record con indice 2 dell’array archivio[100000], mentre archivio[2].titolo è il campo titolo del libro che corrisponde al record archivio[2].

9. Esempio: ricerca in un archivio • La biblioteca • Libri disposti sugli scaffali • La posizione di ogni libro è fissata dalle due coordinate (S,P) dove • S è il numero dello scaffale dove si trova il libro • P è la posizione all’interno dello scaffale • La biblioteca ha uno schedario con una scheda per ogni libro. Ogni scheda contiene, nell’ordine: • cognome e nome dell’autore • titolo del libro • numero scaffale (S) e posizione nello scaffale (P)

10. Esempio: ricerca in un archivio 2 • La biblioteca (cont.) • Le schede sono ordinate in ordine alfabetico del campo autore • Problema: Vogliamo specificare un algoritmo che spieghi all’utente della biblioteca come trovare un libro cercato supponendo di sapere : Autore e Titolo

11. Esempio: ricerca in un archivio 3 • Un primo algoritmo per il prestito: 1. Decidi il libro da richiedere 2. Cerca la scheda nello schedario 3. Trascrivi la posizione (S,P) 4. Accedi alla posizione (S,P) 5. Preleva il libro e compila la scheda di prestito • Le operazioni elementari in questo caso sono piuttosto complesse…

12. Esempio: ricerca in un archivio 4 • … e se non so come si effettua la ricerca nello schedario ? • Tutte le operazioni specificate devono essere ‘elementari’ per chi esegue l’algoritmo. • Se non lo sono è possibile spiegarle a parte per mezzo di un sotto-algoritmo

13. Esempio: ricerca in un archivio 5 • Un sotto-algoritmo per cercare nello schedario : 1. Apri il classificatore 2. Prendi la prima scheda 3. Confronta il campo autore e titolo con quelli cercati 4. Se sono uguali, allora la ricerca è terminata, altrimenti prendi la scheda successiva e vai al passo 3 5. Se le schede sono esaurite, allora il libro cercato non esiste.

14. Input : struct scheda archivio Ricerca scheda (ricerca) Inizio Leggi Nome, Cognome e Titolo del libro cercato Strutture dati: struct scheda archivio // l’array di schede I = 0 I < 100000 ? Si No Fine Non l’ho trovata! archivio[I].nome = Nome archivio[I].cognome = Cognome archivio[I].titolo = Titolo ? Output : la scheda cercata e un valore (si/no) che dice se c’è No I = I + 1 Fine Si L’ho trovata!

15. Esercizi proposti • Dare il diagramma per il sottoalgoritmo stampa_Na • Trovare un algoritmo (e fornire il diagramma di flusso) per i seguenti problemi : • trovare la somma dei primi K numeri (K letto in input) • trovare la media di una sequenza di numeri positivi (la sequenza viene letta dall’esterno e si interrompe al primo numero negativo letto) • trovare il max dei numeri posti sulla diagonale di una matrice M*M • Date in input N schede di un archivio (vedi esempio), stampare il titolo e la collocazione di tutte le schede che hanno il campo autore “Umberto Eco”.

16. Paradigmi di programmazione • Programmazione imperativa (es. Linguaggio C) • Programmazione dichiarativa (funzionale, logica; es. ML, Lisp, Prolog) • Programmazione orientata agli oggetti (Java)

17. La programmazione imperativa • Obiettivo: efficienza nella progettazione e scrittura dell’algoritmo • Caratteristiche: • attinenza al modello architetturale di Von Neumann • è conforme ai principi della programmazione strutturata (usa strutture di controllo) • ma permette di manipolare i dati facendo riferimento alla struttura fisica del calcolatore (le istruzioni sono assegnamenti da dare alle locazioni di memoria)

18. La programmazione imperativa.Esempio: funzione max in C 1 Inizio Leggi x e y d = x - y No d > 0 ? Si Scrivi ‘max è y’ Scrivi ‘max è x’ Fine

19. La programmazione imperativa.Esempio: funzione max in C 2 main() /* calcola max */ { int x, y, d; //def. Delle variabili scanf ("%d %d”, &x, &y) ; //lettura x,y d = x - y ; if (d > 0) //scrittura risultati printf (”il max è %d”, &x) ; else printf (”il max è %d”, &y) ; return ; //terminazione } questo programma stampa il risultato ma non restituisce nessun valore in output

20. La programmazione imperativa.Esempio: funzione max_N in C 1 main() /* calcola max_N */ { int m, i, a, b; i = 2 ; scanf ("%d %d”, &a, &b); m = max(a,b); while (i < N) { scanf ("%d ”, &a) ; m = max(a,m); } printf (”il max è %d”, &m) ; return ; }

21. La programmazione imperativa.Esempio: funzione max_N in C 2 int max(int x, int y) /* sottoprogramma che calcola max */ { int d; d = x - y ; if (d > 0) return x; elsereturn y; } • notare che questo programma • è una variante del programma • visto nella penultima slide che: • prende in input x e y, piuttosto che leggerli da tastiera • restitusce in output il risultato, piuttosto che stamparlo

22. Leggi N I = 2 Inizio Leggi i primi due numeri x1 e x2 e memorizzali nelle variabili a e b m = max(a,b) I < N ? Si No I = I + 1 Scrivi ‘max è m’ DF per il problema del massimo di N numeri Leggi il nuovo numero in a Fine m = max(a,m) Supponiamo N almeno 2

23. La programmazione imperativa.Esempio: funzione ordina_Na in C main() /* calcola max_N */ { int m, i, t, X[N], N, lung; leggi_Na (N, X) ; m = X[0]; lung = N ; while (N > 1) { max_Na(X,N,&m,&i) ; t = X[N]; X[N] = X[i] ; X[i] = t ; N = N - 1 ; } stampa_Na (X,lung) ; return ;}

24. La programmazione orientata agli oggetti Enfasi: semplicità di programmazione e riuso di sottoprogrammi esistenti (modularità) Concetti base: • classe: entità astratta caratterizzata da un insieme di proprietà che definiscono sia le strutture dati della classe (attributi) sia le sue funzionalità (metodi) • oggetti: istanze delle classi descritte da valori associati alle diverse proprietà definite per la classe • Un programma in POO è costituito da oggetti che interagiscono tra loro • La POO è particolarmente adatta per programmare interfacce grafiche

25. La programmazione orientata agli oggetti. Esempio in Java 1 • Java è un linguaggio di programmazione OO. Java fornisce moltissime classi raccolte in packages. • Es. consideriamo la classe java.awt.Rectangle che definisce degli oggetti che rappresentano rettangoli. Ogni rettangolo (istanza della classe) ha quattro variabili, che rappresentano la dimensione del rettangolo (height e width) e la posizione nel piano del suo vertice superiore sinistro (x e y).

26. La programmazione orientata agli oggetti. Esempio in Java 2 Es. Consideriamo tre rettangoli, ognuno rappresentato da una scatola avente in alto il nome della classe, e sotto le variabili. Rappresentazione grafica dei tre oggetti

27. La programmazione orientata agli oggetti. Esempio in Java 3 • Vogliamo scrivere un programma che: • Crea un rettangolo di coordinate x = 5 e y = 10 e dimensioni height = 20 e width = 30; • Stampa lo stato del rettangolo; • Sposta il rettangolo di 15 unità lungo l'asse x e di 25 lungo l'asse y; • Stampa il nuovo stato del rettangolo.

28. La programmazione orientata agli oggetti. Esempio in Java 4 • Consultando la documentazione della classe Rectanglevediamo come costruire un rettangolo con i valori desiderati per le variabili, e che esiste un metodo d'istanza translate. Il programma risultante è il seguente: import java.awt.Rectangle; public class MoveRectangle {      public static void main(String[] args) {        Rectangle rect; rect = new Rectangle(5, 10, 20, 30); System.out.println(rect);          rect.translate(15, 25);          System.out.println(rect);     } }

29. La programmazione orientata agli oggetti. Esempio in Java 5 Vediamo questo semplice esempio in dettaglio: • Dichiariamo di voler usare la classe Rectangle del package java.awt: import java.awt.Rectangle; ... • Dichiariamo una variabile rect di tipo Rectangle e le assegnamo un nuovo oggetto con i valori desiderati per le variabili d'istanza: ... public class MoveRectangle {      public static void main(String[] args) {          Rectangle rect;        rect = new Rectangle(5, 10, 20, 30); ... • Stampiamo lo stato del rettangolo: ...          System.out.println(rect); ... nome del programma tipo dell’input crea un nuovo oggetto

30. La programmazione orientata agli oggetti. Esempio in Java 6 • Invochiamo il metodo d'istanza translate sull'oggetto rect per spostarlo della quantità voluta: ...          rect.translate(15, 25); ... • Infine stampiamo lo stato finale: ...          System.out.println(rect);    Output: java.awt.Rectangle[x=20,y=35,width=20,height=30] • Importante: per invocare un metodo d'istanza su di un oggetto si scrive <oggetto>.<metodo>(<parametri>)

31. Linguaggi Ipertestuali • Ipertesto: documento la cui consultazione è non lineare, cioè le sue parti (paragrafi, capitoli, etc.) sono organizzate non semplicemente in successione, ma secondo una struttura più complessa • Ogni parte del documento può contenere dei punti di aggancio (link) che rimandano ad altre parti • Es. ciascuna pagina Web, l’intero World Wide Web (le pagine possono risiedere su siti diversi) • I documenti ipertestuali contengono sia informazione (dati) sia meta-informazione (organizzazione dei dati)

32. Linguaggi Ipertestuali: HTML 1 • HTML (Hyper Text Mark-up Language) è un linguaggio usato per descrivere ipertesti. • Non è un linguaggio di programmazione, ma un linguaggio di markup, cioè descrive il contenuto (testuale e non) delle pagine Web per mezzo di opportuni “segnaposto”. • Elementi: • sono gli atomi principali di della sintassi di documenti HTML (strutture del linguaggio) • Ogni elemento è racchiuso da segnalini (tag), uno di apertura e uno di chiusura. • Es. <html> <head> <title> Nome del documento </title> </head> <body> Testo visibile </body> </body> </html>

33. Linguaggi Ipertestuali: HTML (2) • All’interno di <body> </body> è possibile inserire mediante tag: • intestazioni di varie dimensioni(<h1>, <h2>, etc.) • elementi di testo (paragrafi, linee orizzontali) • stili (grassetto, corsivo, etc.) • link ad altre pagine e a immagini • liste puntate e numerate • tabelle • ... Manuali e esempi on line su HTML: http://www.w3schools.com/html/default.asp

34. Scrivere documenti in HTML • I documenti in HTML possono essere editati come semplici documenti (con estensione .htm o .html) o tramite dei programmi • Nvu è un editor html molto semplice da usare, che permette di creare pagine web senza conoscere il linguaggio html, basta saper formattare le pagine • NVU è open source e gratutito e si può scaricare da: http://www.nvu.com