Guida al C++: Esempi e Spiegazioni

Benvenuti in questa guida al linguaggio di programmazione C++. Questo repository è stato progettato per aiutarvi a comprendere i concetti fondamentali del C++ attraverso spiegazioni teoriche ed esempi pratici. Di seguito troverete una panoramica degli argomenti trattati.

Indice

1. Array Monodimensionali
2. Array Bidimensionali
3. Strutture (Struct)
4. Gestione delle Presenze (esempio)
5. Cicli in C++
6. Strutture di controllo condizionali

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Array Monodimensionali

Gli array sono strutture dati che permettono di memorizzare una collezione di elementi dello stesso tipo. In C++, gli array hanno dimensione fissa e sono indicizzati a partire da 0.

Dichiarazione e Inizializzazione

// Dichiarazione di un array di 5 interi
int numeri[5];

// Inizializzazione al momento della dichiarazione
int numeri[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

Accesso agli Elementi

int terzoNumero = numeri[2]; // Accede al terzo elemento (indice 2)
numeri[0] = 10;             // Modifica il primo elemento

Esempio Pratico

Nel nostro esempio in /Array/esempio.cpp, possiamo vedere come:

• Chiedere all'utente la dimensione dell'array
• Popolare l'array con valori inseriti dall'utente
• Calcolare la media degli elementi
• Trovare il valore massimo e minimo
• Cercare un valore specifico nell'array

float numeri[grandezza_fisica];
        
for (int i = 0; i < grandezza_fisica; i++)
{
    cout<<"\nInserisci numero "<<i+1<<": ";
    cin>>numeri[i];
}

Operazioni Comuni sugli Array

La libreria /Array/libreria.h implementa diverse funzioni utili:

1. Calcolo della media:

float media(float arr[], float dimensione)
{
    float somma = 0;
    for (int i = 0; i < dimensione; i++)
    {
        somma = somma + arr[i];
    }
    float media = somma / dimensione;
    return media;
}

2. Trovare il massimo/minimo:

float trova_Massimo_Minimo(float arr[], float dimensione, int s)
{
    float valore = arr[0];
    for (int i = 1; i < dimensione; i++)
    {
        // trova il massimo valore
        if (s != 0)
        {
            if (valore < arr[i])
            {
                valore = arr[i];
            }
        }
        // trova il mimimo valore
        else
        {
            if (valore > arr[i])
            {
                valore = arr[i];
            }
        }
    }
    return valore;
}

3. Ricerca di un valore:

bool trovaValore(float arr[], float dimensione)
{
    float numero;
    cout << "\nInserisci il numero da cercare: ";
    cin >> numero;
    for (int i = 0; i < dimensione; i++)
    {
        if (numero == arr[i])
        {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

4. Algoritmi di ordinamento:
   • Bubble Sort
   • Selection Sort
   • Insertion Sort

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Array Bidimensionali

Gli array bidimensionali sono matrici che organizzano gli elementi in righe e colonne. Sono utili per rappresentare dati tabulari o griglie.

Dichiarazione e Inizializzazione

// Dichiarazione di un array bidimensionale 3x3
int matrice[3][3];

// Inizializzazione al momento della dichiarazione
int matrice[3][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

Accesso agli Elementi

int elemento = matrice[1][2]; // Accede all'elemento nella riga 1, colonna 2
matrice[0][0] = 10;          // Modifica l'elemento in alto a sinistra

Iterazione su un Array Bidimensionale

Per accedere a tutti gli elementi di un array bidimensionale, utilizziamo due cicli for annidati:

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    for (int j = 0; j < 3; j++) {
        cout << matrice[i][j] << " ";
    }
    cout << endl;
}

Esempio Pratico: Gestione di una Libreria

Nel nostro esempio in /array bidimensionali/, abbiamo implementato un sistema di gestione di una libreria utilizzando un array bidimensionale:

• Ogni riga rappresenta uno scaffale
• Ogni colonna rappresenta una posizione su quello scaffale
• I libri vengono rappresentati come stringhe

// Dichiarazione costanti per dimensioni della libreria
const int num_colonne = 5; // colonne
const int num_righe = 6;   // righe

// Dichiarazione array bidimensionale per la libreria
string libreria[num_righe][num_colonne];

Operazioni implementate:

1. Inizializzazione della libreria (tutti gli spazi vuoti)
2. Aggiunta di un libro in una posizione specifica
3. Rimozione di un libro da una posizione specifica
4. Visualizzazione dello stato attuale della libreria

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Strutture (Struct)

Le strutture in C++ permettono di raggruppare variabili di diversi tipi sotto un unico nome. Sono utili per organizzare dati correlati.

Definizione di una Struct

struct Studente {
    string nome;
    string cognome;
    int classe;
    float voti[50];
    int dimensioneLogica;
};

Creazione e Utilizzo di Istanze

// Creazione di un'istanza
Studente s;

// Assegnazione valori
s.nome = "Mario";
s.cognome = "Rossi";
s.classe = 3;

Esempio Pratico: Sistema di Gestione Studenti

Nel nostro progetto /struct/, abbiamo implementato un sistema di gestione degli studenti e delle classi:

1. Creazione di una struct Studente:

struct Studente {
    string nome;
    string cognome;
    float voti[50];
    int dimensioneLogica=0;
};

2. Creazione di una struct Classe che contiene un array di studenti:

struct Classe {
    string nome_classe;
    int n_studenti=0;
    Studente studenti[50];
};

3. Funzioni per gestire studenti e classi:
   • Calcolo della media dei voti di uno studente
   • Trovare lo studente con la media più alta
   • Calcolo della media di una classe
   • Determinare la classe con la media più alta

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Esempio gestione delle Presenze

Nella cartella /esercizio_classe/, abbiamo implementato un sistema di registrazione delle presenze che utilizza tutti e tre i tipi di cicli in C++.

Funzionalità:

1. Inserimento del numero di studenti nella classe
2. Inserimento dei nomi degli studenti (usando ciclo for)
3. Registrazione delle presenze (usando ciclo while)
4. Menu per visualizzare informazioni (usando ciclo do-while)

// Inserimento nomi con ciclo for
for(int i=0; i<numeroStudenti;i++){
    cout<<"inserisci il nome dello studente: ";
    cin>>nomeStudenti[i];
}
    
// Registrazione presenze con ciclo while
int j=0;
while(j<numeroStudenti){
    char presenza;
    cout<<"studente "<<nomeStudenti[j]<<" - Inserisci P se lo studente e presente o A se lo studente e assente: ";
    cin>>presenza;
    if(presenza == 'P'|| presenza =='A'){
        cout<<"Stato inserito!";
        presenze[j]=presenza;
        j++;
    }else{
        cout<<"Errore! Hai inserito un carattere non consentito";
    } 
}

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Cicli in C++

I cicli sono strutture fondamentali che permettono di eseguire un blocco di codice ripetutamente. In C++ esistono tre tipi principali di cicli:

1. Ciclo for

Il ciclo for è utilizzato quando si conosce in anticipo il numero di iterazioni. È composto da tre parti: inizializzazione, condizione e incremento.

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    cout << i << " ";
}

Questo ciclo stamperà i numeri da 0 a 9. È particolarmente adatto per iterare attraverso gli elementi di un array.

Esempio pratico: Nel nostro codice, utilizziamo il ciclo for per inizializzare una libreria:

for (int i = 0; i < num_righe; i++) {
    for (int j = 0; j < num_colonne; j++) {
        libreria[i][j] = " "; // Imposta ogni posizione della libreria come vuota
    }
}

2. Ciclo while

Il ciclo while esegue un blocco di codice finché una condizione specificata è vera. La condizione viene valutata prima di ogni iterazione.

int i = 0;
while (i < 10) {
    cout << i << " ";
    i++;
}

Questo ciclo stamperà anche i numeri da 0 a 9. È particolarmente utile quando non si conosce in anticipo il numero esatto di iterazioni.

Esempio pratico: Nel nostro codice, utilizziamo il ciclo while per validare input:

while (grandezza_fisica <= 0) {
    cout<<"\nIl numero inserito non e' corretto, inserisci altro numero: ";
    cin>>grandezza_fisica;
}

3. Ciclo do-while

Il ciclo do-while è simile al ciclo while, ma garantisce che il blocco di codice venga eseguito almeno una volta, poiché la condizione viene valutata dopo ogni iterazione.

int i = 0;
do {
    cout << i << " ";
    i++;
} while (i < 10);

Questo ciclo stamperà i numeri da 0 a 9, ma è garantito che venga eseguito almeno una volta, anche se la condizione è inizialmente falsa.

Esempio pratico: Nel nostro codice, utilizziamo il ciclo do-while per implementare menu di scelta:

do {
    cout<<"\nVuoi continuare? (s/n): ";
    cin>>x;
    if (x != 's' && x != 'n') {
        cout<<"\nIl carattere inserito e' sbagliato ";
    }
} while(x != 's' && x != 'n');

Cicli Annidati

I cicli possono essere annidati l'uno dentro l'altro. Questo è particolarmente utile quando si lavora con strutture dati multidimensionali come gli array bidimensionali.

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    for (int j = 0; j < 3; j++) {
        cout << "(" << i << "," << j << ") ";
    }
    cout << endl;
}

Esempio pratico: Nel nostro esempio di libreria, utilizziamo cicli annidati per stampare lo stato della libreria:

void stampaLibreria(string libreria[num_righe][num_colonne]) {
    cout <<"\n";
    for (int i = 0; i < num_righe; i++) {
        for (int j = 0; j < num_colonne; j++) {
            if (libreria[i][j] == " ") {
                cout << " - ";
            } else {
                cout << libreria[i][j] << " ";
            }
        }
        cout << endl;
    }
}

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Strutture di controllo condizionali

Le strutture di controllo condizionali permettono di eseguire diverse porzioni di codice in base a determinate condizioni. In C++ le più importanti sono if-else e switch-case.

1. Istruzioni if-else

Le istruzioni if-else permettono di eseguire un blocco di codice solo se una condizione è vera, e un altro blocco se la condizione è falsa.

Sintassi base

if (condizione) {
    // Codice eseguito se la condizione è vera
} else {
    // Codice eseguito se la condizione è falsa
}

If-else if-else

È possibile concatenare più condizioni usando else if:

if (condizione1) {
    // Codice eseguito se condizione1 è vera
} else if (condizione2) {
    // Codice eseguito se condizione1 è falsa e condizione2 è vera
} else {
    // Codice eseguito se entrambe le condizioni sono false
}

Espressioni condizionali

Le condizioni possono usare vari operatori:

• Uguaglianza: ==
• Disuguaglianza: !=
• Maggiore/minore: >, <, >=, <=
• Operatori logici: && (AND), || (OR), ! (NOT)

Esempio Pratico

Nel nostro esempio in /Array/esempio.cpp, utilizziamo un'istruzione if-else per verificare se un numero è presente nell'array:

if(trovaValore(numeri, grandezza_fisica)) {
    cout<<"\nIl numero e' presente.";
} else {
    cout<<"\nIl numero non e' presente";
}

In questo altro esempio, usiamo if-else per convalidare l'input dell'utente nel registrare le presenze degli studenti:

if(presenza == 'P'|| presenza =='A') {
    cout<<"Stato inserito!";
    presenze[j]=presenza;
    j++;
} else {
    cout<<"Errore! Hai inserito un carattere non consentito";
}

2. Istruzioni switch-case

L'istruzione switch-case è un'alternativa all'uso di catene if-else quando si devono confrontare una variabile con più valori costanti.

Sintassi base

switch (espressione) {
    case valore1:
        // Codice eseguito se espressione == valore1
        break;
    case valore2:
        // Codice eseguito se espressione == valore2
        break;
    // ... altri casi ...
    default:
        // Codice eseguito se nessun caso corrisponde
        break;
}

Nota: L'istruzione break è necessaria per evitare il "fall-through", ovvero l'esecuzione del codice nei casi successivi.

Esempio Pratico

Nel nostro esempio in /struct/main.cpp, utilizziamo un switch-case per implementare un menu utente:

switch (scelta) {
    case 'c': {
        cout<<"\nDimmi il nome della classe: ";
        cin>>scuola[n_classi].nome_classe;
        n_classi++;
        cout<<"\nClasse aggiunta, sono presenti: "<<scuola[n_classi].n_studenti<<" studenti";
        break;
    }
    case 'a': {
        int n;
        //stampa classi
        for(int i=0;i<n_classi;i++) {
            cout<<"\n"<<i<<") "<<scuola[i].nome_classe;
        }
        // Aggiunta di un nuovo studente
        cout<<"\nIn che classe lo vuoi aggiungere?";
        cin>>n;
        cout<<"\n Inserisci Nome: ";
        cin>>scuola[n].studenti[scuola[n].n_studenti].nome;
        cout<<"\n Inserisci Congnome: ";
        cin>>scuola[n].studenti[scuola[n].n_studenti].cognome;
        cout<<"\nAggiunto studente ";
        // Stampa dei dettagli dello studente appena aggiunto
        stampaStudente(scuola[n].studenti[scuola[n].n_studenti]);
        // Incremento della dimensione logica
        scuola[n].n_studenti++;
        break;
    }
    // ... altri casi ...
    default: {
        // Gestione della scelta non valida
        cout<<"\nScelta non valida";
        break;
    }
}

3. Confronto tra if-else e switch-case

Caratteristica	if-else	switch-case
Tipo di confronti	Qualsiasi espressione booleana	Solo uguaglianza con costanti
Intervalli di valori	Può gestire intervalli	Non gestisce intervalli direttamente
Chiarezza del codice	Più semplice per pochi casi	Più chiaro per molti casi
Performance	Valutazione sequenziale	Potenzialmente più efficiente (tabella di salto)

4. Operatore ternario

C++ offre anche l'operatore ternario (? :), una forma compatta di if-else:

// Sintassi: condizione ? valore_se_vero : valore_se_falso
int max = (a > b) ? a : b;  // Assegna a max il valore maggiore tra a e b

5. Buone pratiche

• Usare if-else per logica condizionale complessa o intervalli di valori
• Usare switch-case quando si confronta una variabile con multipli valori costanti
• Assicurarsi di gestire tutti i casi possibili (usare default in switch)
• Preferire le parentesi graffe {} anche per blocchi di una sola istruzione (migliora la leggibilità)
• Evitare costrutti annidati troppo complessi che rendono il codice difficile da leggere