introduzione alla programmazione (Caravagna e Russo)

Programmazione in C

Nozioni Fondamentali

• Programma: Un insieme di istruzioni che descrivono un algoritmo per calcolare un risultato (output) a partire da dati iniziali (input). Un programma può essere pensato come una funzione matematica.
• Computazione: L’esecuzione di un programma, che comporta modifiche successive al suo stato interno.
• Variabile: Un nome associato a un valore modificabile.
• Stato: L’insieme delle variabili e i loro valori in un dato momento durante l’esecuzione di un programma.
• Assegnamento: Istruzione che modifica il valore di una variabile. nome_variabile = espressione;
• Espressione: Combinazione di variabili, costanti, operatori e funzioni che produce un valore.
• Ambiente e Memoria: L’ambiente mappa le variabili agli indirizzi di memoria, mentre la memoria memorizza i valori a quegli indirizzi. Lo stato di un programma è definito dalla coppia ambiente-memoria.
• Dichiarazione di Variabile: tipo nome_variabile; o tipo nome_variabile = espressione;
• Tipi di Dato: int, float, double, char, etc.

Istruzioni Condizionali e Iterative

• Istruzione if: Esegue un blocco di codice solo se una condizione è vera. if (condizione) { ... } else { ... }
• Espressioni Logiche: Usano operatori di confronto (<, >, <=, >=, ==, !=) e operatori logici (&&, ||, !).
• Istruzione while: Esegue un blocco di codice ripetutamente finché una condizione è vera. while (condizione) { ... }
• Istruzione for: Esegue un blocco di codice un numero determinato di volte. for (inizializzazione; condizione; aggiornamento) { ... }
• Blocchi di Codice e Pile di Frame: I blocchi di codice definiscono lo scope delle variabili. La pila di frame tiene traccia dello stato di esecuzione dei blocchi, implementando il meccanismo LIFO (Last In, First Out).

Funzioni

• Definizione di Funzione: tipo_ritorno nome_funzione(tipo_argomento_1 nome_argomento_1, ...) { ... }
• Passaggio di Parametri: In C, il passaggio di parametri avviene per valore. Si può simulare il passaggio per riferimento usando i puntatori.
• Funzioni Ricorsive: Funzioni che chiamano sé stesse. Devono avere un caso base per terminare la ricorsione.

Puntatori

• Definizione: Variabili che contengono indirizzi di memoria. tipo *nome_puntatore;
• Operatore & (Address of): Restituisce l’indirizzo di una variabile.
• Operatore * (Dereferenziazione): Accedi al valore memorizzato all’indirizzo puntato da un puntatore.
• Passaggio per Indirizzo: Passare un puntatore a una funzione permette di modificare il valore della variabile originale.

Array (Vettori)

• Dichiarazione: tipo nome_array[dimensione];
• Indicizzazione: Inizia da 0. nome_array[indice]
• Array e Puntatori: In C, il nome di un array è un puntatore al suo primo elemento.
• Aritmetica dei Puntatori: Si possono usare operatori aritmetici su puntatori per accedere ad elementi di un array.

Stringhe

• Rappresentazione: Array di caratteri terminati da \0.
• Funzioni: scanf("%s", nome_stringa), printf("%s", nome_stringa)

Memoria Dinamica

• malloc: Alloca memoria nello heap. void* malloc(size_t size);
• free: Dealloca memoria allocata con malloc. void free(void *ptr);
• Memory Leak: Memoria allocata che non viene deallocata, causando spreco di risorse.

Liste Linkate

• Struttura: Nodi collegati tramite puntatori. Ogni nodo contiene un valore e un puntatore al nodo successivo.
• Operazioni: Inserimento, cancellazione, ricerca, etc.
• Vantaggi: Dimensione dinamica, facile inserimento e cancellazione.
• Svantaggi: Accesso sequenziale (non diretto).

Programmazione ad Oggetti in Python

Classi e Oggetti

• Classi: Template per creare oggetti.
• Oggetti: Istanze di una classe.
• Attributi: Variabili associate ad un oggetto.
• Metodi: Funzioni associate ad un oggetto.
• __init__ (Costruttore): Metodo speciale chiamato quando si crea un oggetto.
• self: Riferimento all’istanza corrente dell’oggetto.
• Magic Methods (Dunder Methods): Metodi speciali con nomi che iniziano e finiscono con doppio underscore (e.g., __str__, __repr__, __init__, __iter__, __next__).

Ereditarietà

• Sottoclasse: Classe che eredita da un’altra classe (superclasse).
• Superclasse: Classe da cui eredita una sottoclasse.
• super(): Funzione per accedere ai metodi della superclasse.
• Overriding: Ridefinire un metodo della superclasse nella sottoclasse.

Classi Astratte

• Definizione: Classi che non possono essere istanziate direttamente. Servono come base per altre classi.
• abstractmethod: Decoratore per definire metodi astratti (metodi senza implementazione).

List Comprehensions

• Sintassi: [espressione for elemento in iterabile if condizione]
• Utilizzo: Creare liste in modo conciso ed efficiente.

Iteratori

• __iter__: Metodo speciale che restituisce un iteratore.
• __next__: Metodo speciale che restituisce il prossimo elemento dell’iteratore.
• StopIteration: Eccezione sollevata quando l’iteratore non ha più elementi.