Obiettivi formativi
I due corsi ('integrati', con unico esame finale) si propongono di fornire le basi sia teoriche che pratiche della programmazione imperativa e di quella 'orientata agli oggetti', utilizzando come linguaggio di riferimento il linguaggio di programmazione C++.
Contenuti dell'insegnamento
Fondamenti di programmazione. Programmazione imperativa e object-oriented. Linguaggio di programmazione C++
Programma esteso
PARTE A.
FONDAMENTI
Problemi e algoritmi - La nozione di algoritmo. I diagrammi di flusso.
Risoluzione di semplici problemi.
Linguaggi e ambienti di programmazione - Linguaggi esistenti (cenni). Modalita' d'esecuzione (cenni). Ambienti integrati di sviluppo programmi (IDE).
Variabili: caratteristiche, dichiarazione. Identificatori. Costanti. Espressioni: sintassi, valutazione (associativita' e precedenza), tipo. Assegnamento.
Tipi di dato: definizione, tipi semplici e strutturati, primitivi e definiti da utente. Costruttori di tipo. Strutture dati astratte e concrete. Utilita' dei tipi. Compatibilita' e conversioni di tipo.
Nomi, ambienti e regole di "scope": struttura a blocchi, ambiente locale e non-locale,
variabili globali.
Programmazione strutturata - Strutture di controllo. Teorema di Bohm-Jacopini. Statement
goto. Progetto "top-down" e sviluppo programmi "per raffinamenti successivi".
LINGUAGGIO C++
Dichiarazione di variabile. Tipi semplici primitivi: valori, costanti, operazioni.
Dichiarazione di costante.
Input/output di base. Operatori di estrazione ed inserimento. Input/output a caratteri
(funzioni get e put).
Assegnamento e statement composto. Espressioni.
Statement per il controllo di sequenza: if, switch, while, do_while, for, break.
Esempio. Verifica dell'input.
Tipi strutturati. Array: dichiarazione, selezione elementi, memorizzazione, operazioni.
Array bi-dimensionali. Matrici. Esempi operazioni su matrici e vettori (in partic.,
ordinamento per selezione). Stringhe: realizzazione tramite array, operazioni,
funzioni di libreria. struct: dichiarazione, selezione elementi, operazioni.
Tabelle: definizione, realizzazione tramite array di struct.
Dichiarazione e chiamata di funzione. Passaggio parametri: per valore, per riferimento.
Passaggio parametri di tipo array. Funzioni void.
Strutturazione di un programma e regole di "scope".
Input/output su file. Creazione ed apertura di uno stream. Lettura/scrittura "tipata" e a caratteri.
Puntatori ed allocazione dinamica della memoria (operatore new). Operazioni su puntatori. Puntatori ed array. Esempio: liste concatenate.
Sviluppo di semplici programmi nel frammento imperativo del C++. Utilizzo di funzioni
di libreria.
PARTE B.
COSTRUTTI E MECCANISMI
Il costrutto class: dichiarazione, creazione di oggetti, funzioni proprie ed invocazione di funzioni, inizializzazione di oggetti (costruttori), es. classe data semplificata. Nozioni di "information hiding" e "incapsulamento".
Overloading di funzioni ed operatori. Ridefinizione operatori di inserimento ed estrazione.
Parametri "const reference" e "reference return". Parametri di default.
Gestione delle eccezioni. Motivazioni, meccanismi.
Classi e funzioni template: dichiarazione, istanziazione.
TIPI DI DATO ASTRATTI(ADT)
La nozione di tipo di dato astratto. Esempi di tipi di dato astratti realizzati in C++. Classe razionale. Classe intLista. Classe predefinita string. Classe intPila e pila<t>: con allocazione statica e con allocazione dinamica; definizione e uso distruttore. Classe vett<t>: ridefinizione operatori [] e = (assegnamento); definizione e uso costruttore di copia.
Standard Template Library (STL). Cenni ai "contenitori" della STL, in particolare vector.
PROGRAMMAZIONE "OBJECT-ORIENTED" (O-O)
Nozione di oggetto, classe (attributi, metodi), istanza, sistema ad oggetti.
Ereditarietà: dichiarazione, ridefinizione funzioni e dati. Campi protected. Ereditarieta' multipla (cenni). Esempio classe persona e classe studente.
PROGETTAZIONE E PROGRAMMAZIONE MODULARE
Ciclo di sviluppo dei programmi (cenni). "Programming-in-the-large" vs. "Programming-in-the-small".
La nozione di modulo. La modularizzazione nella fase di progettazione e di realizzazione. Classi e modularizzazione in C++. Programmi divisi in piu' file. Funzioni e campi di classi static.
Progettazione ed implementazione di un'applicazione in C++.
LINGUAGGIO JAVA
Cenni all'evoluzione di Java. Caratteristiche e componenti. Modalita' di esecuzione: compilazione vs. interpretazione. La Java Virtual Machine.
Struttura di un programma Java. Tipi semplici primitivi. I/O di base. Costrutti di controllo. Tipi strutturati: array. Reference e oggetti. Garbage collection. Stringhe (cenni). Metodi statici e non. Passaggio parametri.
Il costrutto class. Dichiarazione e istanziazione. Esempio classe Razionale. Ereditarieta'. Esempio classi Rettangolo e Quadrato. Reference this e super. Polimorfismo. Principio di sostituibilita' tra classe base e sottoclasse e "down-casting". Gerarchia di classi (classe java.lang.Object). Tipi "wrapper". Interfacce e implementazioni. Interfacce ed ereditarieta'. Realizzazione ereditarieta' multipla in Java (cenni).
Bibliografia
L.J. Aguilar. Fondamenti di programmazione in C++ , McGraw-Hill, 2008.
Metodi didattici
Lezioni frontali in aula, esercitazioni assistite in aula attrezzata, progettazione e sviluppo assistito di un'applicazione in linguaggio C++.
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto ed orale, piu' dimostrazione e discussione dell'applicazione sviluppata.
Altre informazioni
Sito Web: http://www.math.unipr.it/~gianfr/Teaching/FondProgr/index.html
