Sistemi e Tecnologie Informatiche

Requisiti per la realizzazione di un buon programma

Realizzare un programma

Cosa deve fare? A che serve?

Su quali sistemi dovrà funzionare? Quali tecnologie adopererà?

Progettiamone una implementazione …

Implementiamolo!

Ora, assicuriamoci che funzioni correttamente

Un po di tempo dopo … “Avrei bisogno di questa funzione. Lo so che inizialmente non era

prevista ma il programma ci guadagnerebbe molto se la implementassimo”

“Il colore delle finestre, rosa pallido, non è molto azzeccato. Potremmo provare uno sfondo grigio a pois rossi?”

Ciclo di vita dei programmi

Descrive le attività fondamentali alla realizzazione

di un programma:

Specifica dei requisiti

Scelta del sistema di calcolo

Progetto

Implementazione

Test e correzione

Manutenzione del codice

Requisiti per un buon programma

Correttezza Leggibilità Efficienza Parametricità Modificabilità Portabilità

Requisiti per un buon programma

Correttezza

Assicurarsi che il programma restituisca risultati corretti in tutti i possibili casi di esecuzione previsti (e.g., un algoritmo di ordinamento deve restituire sempre un elenco ordinato)

Leggibilità

Adoperare uno stile di programmazione che ne semplifichi la comprensione ed, al contempo, documentare opportunamente il codice sorgente ed il progetto nella sua interezza(e.g., evitare variabili dai nomi criptici tipo a, b, c, d, e)

Requisiti per un buon programma

ModificabilitàSemplificare la possibilità di modificare un programma preesistente per soddisfare degli eventuali nuovi requisiti(e.g., se il colore delle finestre viene memorizzato in una sola variabile mi basterà cambiare quella per passare da rosa a grigio)

Portabilità

Favorire la possibilità di riutilizzare il programma realizzato su sistemi diversi da quello inizialmente utilizzato(e.g., un gioco per telefonini scritto in Java potrà funzionare su tutti i telefonini Java compatibili, anche se di marche diverse)

Requisiti per un buon programma

Efficienza

Implementare soluzioni concettualmente e sperimentalmente efficienti rispetto ai requisiti del progetto(e.g., un programma che impiega 10 anni a terminare è probabilmente inutile)

Parametricità

Realizzare soluzioni generali riutilizzabili in contesti differenti.(e.g. una funzione per l’ordinamento di un elenco telefonico, se scritta opportunamente, andrà bene per ordinare un qualsiasi altro elenco di nomi)

Realizzare un buon programma

La possibilità di realizzare un buon programma è condizionata all’adozione di opportune metodologie di sviluppo

Queste intervengono: A priori, in fase di progetto, guidando lo sviluppatore

nell’adottare le scelte migliori per la realizzazione del programma

A posteriori, in fase di analisi, consentendo di valutare la qualità e la correttezza di un programma già realizzato

Metodologie di progettazione

Top-down (dall’alto verso il basso) Decompone il problema di partenza in

sottoproblemi di più semplice risoluzione Il processo di scomposizione si arresta quando

si giunge a problemi elementari

Bottom-up (dal basso verso l’alto) Risolve isolatamente problemi più semplici e li

assembla per la risoluzione di problemi più complessi

Trova applicazione nei linguaggi orientati agli oggetti (e.g., C++, Java)

Progettazione top-down

Vantaggi: Storicamente indicata per la risoluzione di problemi molto complessi

Tali problemi possono essere suddivisi in problemi più elementari

Diviene inoltre possibile ripartire più facilmente un lavoro tra diversi sviluppatori

Svantaggi: Le soluzioni sviluppate sono difficilmente riutilizzabili in contesti

diversi da quelli previsti originariamente

La progettazione trascura l’importanza delle strutture dati

Progettazione bottom-up

Vantaggi: Si affrontano inizialmente problemi elementari e di semplice

risoluzione

I programmi così realizzati costituiranno moduli da utilizzare nella risoluzione problemi più complessi

La possibilità di riutilizzare i programmi realizzati conseguedirettamente dalla strategia di progetto

Svantaggi: I tempi di sviluppo sono tipicamente più lunghi di quelli richiesti

dalla metodologia top-down E’ più complessa da attuare

Metodologie di progettazione

Esercizio: Progettare un programma che acquisisca una listadi valori numerici in input e ne restituisca l’elenco ordinato

1. Leggi dati in input

2. Ordina i dati letti

3. Stampa dati ordinati

1. Alloca un array di interi Vettore2. For i from 0 to n-13. Leggi da tastiera Vettore[i]4. Ordina i dati letti5. For i from 0 to n-16. Stampa Vettore[i]

Verifica correttezza#include<stdlib.h>#include<stdio.h>

#define N 6 // Numero degli elementi da ordinare

int main(void){ int vettore[N]; // Mantiene gli elementi da ordinare int scambio; // Usato come variabile temporanea effettuare lo

// scambio durante l’ordinamento int minimo, i, j, pos_minimo;

for(i=0; i<N; i++) // Legge gli N elementi da tastiera scanf("%d", &vettore[i]);

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10111213

for(i=0; i<N-1; i++) {

pos_minimo=i; minimo=vettore[i];

// ricerca il valore minimo in Vettore[i+1..N] for(j=i+1; j<N; j++) if( vettore[j]<minimo ) { pos_minimo=j; minimo=vettore[j]; }

// scambia vettore[pos_minimo] e vettore[i] scambio=vettore[pos_minimo]; vettore[pos_minimo]=vettore[i]; vettore[i]=scambio; }

for(i=0; i<N; i++) // Stampa gli N elementi ordinati printf("%d\n", vettore[i]);

return 0;}

1415161718192021222324252627282930313233343536

Leggibilità di un programma

Sviluppare programmi che siano leggibili e ben documentati presenta notevoli vantaggi:

Consente di comprendere con facilità quale problema il programma risolve e con quale approccio

Facilita la possibilità di condividere con altri sviluppatori le soluzioni impiegate

Semplifica la possibilità di tornare a modificare in un secondo momento un programma sviluppato in passato

Svantaggi: E’ una attività noiosa e, spesso, apparentemente inutile

Leggibilità di un programma

Esistono numerose possibilità di intervento per migliorare la leggibilità di un programma, tra queste citiamo:

Formattare (indentare) il codice sorgente

Utilizzare nomi di variabili autoesplicativi

Commentare il codice sorgente

#include<stdlib.h>#include<stdio.h>

int main(void) {int beta, gamma, i, delta;i=1;delta=0;scanf("%d", &beta);while(i<=9) { scanf("%d", gamma);if( beta<gamma)delta++;beta=gamma; i++; }printf("%d\n", delta);return 0;}

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10

???

Formattare il codice sorgente

for(int i = 0; i < 5; i++) { istruzione1; istruzione2; istruzione3;}

if (condizione) { istruzione1; istruzione2;} else { istruzione3; istruzione4;}

void funzione (int numero) { istruzione1; istruzione2; istruzione3;}

do{ istruzione1; istruzione2; istruzione3;} while (i > 0)

Una buona formattazione si ottiene disponendo opportunamente il codice su righe e colonne in modo da far risaltare le singole istruzioni ed il contesto nel quale queste vengono eseguite

Formattare il codice sorgente

#include<stdlib.h>#include<stdio.h>

int main(void){ int beta, gamma, i, delta;

i=1; delta=0;

scanf("%d", &beta); while(i<=9) { scanf("%d", &gamma); if( beta<gamma ) delta++;

beta=gamma; i++; }

printf("%d\n", delta); return 0;}

123456789

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123456789

10

#include<stdlib.h>#include<stdio.h>

int main(void) {int beta, gamma, i, delta;i=1;delta=0;scanf("%d", &beta);while(i<=9) { scanf("%d", gamma);if( beta<gamma)delta++;beta=gamma; i++; }printf("%d\n", delta);return 0;}

Prima ….

… Dopo

Utilizzare nomidi variabili autoesplicativi

E’ preferibile attribuire alle variabili dei nomi che aiutino a comprenderne il significato e la finalità:E.g. Definire la variabile che mantiene una somma: somma Definire un intero che mantiene un indice: indice Definire una coppia di matrici da sommare: matrice1 e matrice2

Evitare nomi criptici o incomprensibili!E.g a,b,c,d x,y,z,v,w variabile1,variabile2,variabile3

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#include<stdlib.h>#include<stdio.h>

int main(void){ int beta, gamma, i, delta;

i=1; delta=0;

scanf("%d", &beta); while(i<=9) { scanf("%d", &gamma); if( beta<gamma ) delta++;

beta=gamma; i++; }

printf("%d\n", delta); return 0;}

123456789

1011121314151617181920212223

#include<stdlib.h>#include<stdio.h>

int main(void){ int ultimo_numero, penultimo_numero, int i, conta_numeri;

i=1; conta_numeri=0;

scanf("%d", &penultimo_numero); while(i<=9) { scanf("%d", &ultimo_numero); if( penultimo_numero<ultimo_numero ) conta_numeri++;

penultimo_numero=ultimo_numero; i++; }

printf("%d\n", conta_numeri); return 0;}

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Commentare il codice I commenti sono messaggi di testo che possono essere inseriti in un

codice sorgente al fine di migliorarne la comprensibilità

Non hanno alcun effettto sul funzionamento di un programma …

… a patto che siano usati correttamente!

In C/C++ esistono due tipologie di commenti: Commenti su una sola riga, sono preceduti dalla coppia di simboli “//” e si

concludono al termine della riga stessa Commenti su più righe, sono preceduti e seguite dalle coppie di simboli “/*”

e “*/”. Tutto il testo racchiuso tra questi due coppie di simboli si intende essere un commento

I commenti possono essere utilizzati per : Definire lo scopo di una funzione e spiegare il significato dei suoi parametri Chiarire il ruolo di una variabile Commentare un gruppo di istruzioni

// Questo programma legge una sequenza di 10 numeri e calcola // quanti numeri sono maggiori del precedente.#include<stdlib.h>#include<stdio.h>

int main(void){ int ultimo_numero; // ultimo numero letto int penultimo_numero; // penultimo numero letto int i; int conta_numeri; // memorizza quante volte un numero e'

// maggiore del precedente

// assegnazione valori iniziali alla variabile di ciclo e al contatore i=1; conta_numeri=0;

scanf("%d", &penultimo_numero); // lettura del primo numero…

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101112131415161718

// leggo i successivi numeri: confronto ognuno con il precedente while(i<=9) { scanf("%d", &ultimo_numero); // leggo un numero

// confronto ed eventuale incremento del contatore if( penultimo_numero<ultimo_numero ) conta_numeri++;

// l'ultimo numero letto diventa il penultimo, penultimo_numero=ultimo_numero; i++; }

printf("%d\n", conta_numeri); // stampa risultato return 0;}

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