Introduzione al pensiero computazionale

Comincia con questo primo articolo una nuova categoria del blog dedicata al pensiero computazionale.

Il pensiero computazionale è un processo mentale per la creazione di un algoritmo, ovvero di una sequenza finita di passi elementari (istruzioni), traducibili poi in un linguaggio di programmazione (codice sorgente) in grado di permettere ad un computer di risolvere un problema.

Gli articoli che andranno a comporre questa categoria prenderanno spunto dal testo Il pensiero computazionale – Dagli algoritmi al coding di Paolo Ferragina e Fabrizio Luccio.

Cercheremo quindi di risolvere alcuni problemi proposti nel libro per sviluppare le nostre capacità creative nella elaborazione degli algoritmi che poi andremo a tradurre in codice FreeBASIC.

Inoltre proveremo anche a risolvere i rompicapo proposti su Advent of Code. Le soluzioni potrete trovarle su GitHub, sia sullo spazio di JJFlash che sul mio.

Per testare il codice offline direttamente sulla propria macchina si rimanda all’articolo  FreeBASIC – esecuzione.

Per chi invece preferisce lavorare online, lo stesso codice verrà comunque messo a disposizione su JDoodle.

FreeBASIC -passaggio di argomenti

Nel precedente articolo abbiamo introdotto il concetto di procedura, sia nella forma di subroutine che di funzione.

In questo nuovo articolo vedremo un aspetto fondamentale che riguarda le procedure: ovvero il passaggio di argomenti:

Quando si chiama una procedura è possibile passarle alcune informazioni attraverso degli argomenti (ovvero variabili od oggetti). All’interno della procedura ci si riferirà a queste informazioni chiamandole parametri.

Per fare in modo che una procedura possa gestire degli argomenti, è necessario che nella sua dichiarazione venga specificata la lista dei parametri. Ciascun elemento di questa lista viene descritto attraverso un nome e la relativa tipologia di dato:

'dichiarazione di una subroutine con lista dei parametri
declare sub scheda (n as string, c as string, e as integer)

'chiamata della subroutine con argomenti racchiusi
'tra parentesi
scheda ("Mario", "Rossi", 182)

'definizione della subroutine
sub scheda (n as string, c as string, e as integer)
  print "nome: "; n
  print "cognome: "; c
  print "età: "; e
end sub

Sebbene in FreeBASIC, quando si chiama una procedura, non è obbligatorio racchiudere gli argomenti tra parentesi, per una migliore leggibilità del codice, soprattutto in presenza di più argomenti, è preferibile utilizzarle.

Sino a questo momento abbiamo parlato genericamente di passaggio di informazioni. Occorre però sapere che in FreeBASIC è possibile passare queste informazioni in due diverse modalità:

  1. passaggio per valore (che in assenza di specifica differente dichiarazione è la modalità di default)
  2. passaggio per riferimento

Vediamo ora di capire bene la differenza tra questi due diversi modi di passare le informazioni.

Passaggio di argomenti per valore (byval)

Abbiamo detto che questa è la modalità di default utilizzata in FreeBASIC.

In pratica quando si passa un argomento per valore, il relativo parametro all’interno della procedura riceve in realtà una copia del valore dell’argomento, e quindi qualsiasi variazione del valore del parametro che potrà avvenire all’interno della procedura non si ripercuoterà sul valore originale dell’argomento.

Ciò significa, per esempio, che se l’argomento è una variabile, il valore di questa variabile rimane inalterato.

Passaggio di argomenti per riferimento (byref)

Se si ha la necessità di fare in modo che le operazioni all’interno di una procedura su un determinato parametro abbiano effetto direttamente sulla variabile, o sull’oggetto passato come argomento in fase di chiamata della procedura, allora è necessario passare questo argomento anteponendo la parola-chiave byref:

'dichiarazione di una variabile
dim a as integer

'dichiarazione della subroutine
declare sub raddoppia (byref n as integer)

'valorizzazione iniziale della variabile
a = 5

'stampa
print "il valore di a prima della chiamata è: "; a

'chiamata della subroutine senza utilizzare le parentesi
raddoppia a

'stampa
print "il valore di a dopo la chiamata è: "; a

'definizione della subroutine
sub raddoppia (byref n as integer)
  n *= 2
end sub

Bene. Per oggi ci fermiamo qui. 🙂

Nel prossimo articolo approfondiremo l’argomento relativo al ritorno dei valori dopo la chiamata di una funzione.

FreeBASIC – procedure

Dopo aver introdotto nel precedente articolo il tipo di dato definito da noi, in questo nuovo articolo faremo la conoscenza delle procedure.

Iniziamo dandone una sintetica definizione:

Una procedura è un blocco di codice che può essere eseguito tramite una chiamata da qualsiasi punto del nostro programma per un numero indefinito di volte.

La stessa definizione ci aiuta a capire che ha senso scrivere una procedura ogni qual volta ci accorgiamo che una specifica sequenza di istruzioni deve essere utilizzata più volte durante la scrittura del nostro programma.

Scrivere infatti una sola volta un blocco di codice, oltre a farci risparmiare tempo, ci evita di dover andare a ripetere lo stesso tipo di correzione, su diversi punti del programma, ogni qual volta ci dovessimo accorgere che una modifica si rende necessaria. Questo aumenta la cosiddetta manutenibilità del codice.

Tipi di procedure

In FreeBASIC ci sono due diversi tipi di procedure:

  1. procedure che non restituiscono alcun valore. In questo caso le si definiscono con il termine inglese subroutines;
  2. procedure che restituiscono un valore. In questo caso le si definiscono più propriamente funzioni.

Subroutine

Per lavorare con una subroutine occorre prima dichiararla con la parola-chiave declare e poi definirla con con la parola-chiave sub.

La dichiarazione assegna un nome (o etichetta) alla procedura, mentre la definizione contiene le vere e proprie istruzioni che dovranno essere eseguite ogni volta che verrà fatta una chiamata con il nome della procedura:

'dichiarazione della procedura
declare sub mia_procedura

'chiamata della procedura
mia_procedura

'definizione della procedura
sub mia_procedura
  print "ciao"
end sub

Come è possibile notare, per poter chiamare una procedura occorre che la chiamata sia successiva alla sua dichiarazione, mentre il corpo della procedura vera e propria può essere scritto sotto alla chiamata o, come più spesso accade, in un file separato.

Funzione

Come abbiamo già detto, una funzione differisce da una semplice procedura per il fatto che la funzione restituisce sempre un valore nel punto esatto dove questa viene chiamata.

Anche una funzione, come avviene per una subroutine, va prima dichiarata assegnandole un nome. Soltanto successivamente va definita attraverso la parola-chiave function. Per la funzione è anche necessario dichiarare il tipo di dato restituito e questo lo si fa all’atto della dichiarazione:

'dichiarazione della funzione
declare function mia_funzione as integer

'dichiarazione di una variabile
dim i as integer

'chiamata della funzione
i = mia_funzione
print i

'definizione della funzione
function mia_funzione as integer
  return 10
end function

Bene. Ora che sappiamo usare anche le procedure possiamo cominciare a scrivere i nostri primi veri programmi procedurali. 😉

A rileggerci al prossimo articolo dove approfondiremo la conoscenza delle procedure affrontando il tema del passaggio di argomenti.

FreeBASIC – tipo di dato definito da noi

Nonostante i tipi di dato standard ci permettano di risolvere la maggior parte dei problemi che affrontiamo quando scriviamo un programma, può verificarsi il caso che si renda utile, se non addirittura necessario, utilizzare un tipo di dato creato ad hoc direttamente da noi.

Anche questo tipo di dato dovrà essere identificato da una etichetta che dovrà rispettare le stesse regole viste per le variabili.

Il tipo di dato creato dall’utente (user-defined type o UDT) può essere visto come una specie di array, con la particolarità che un UDT può contenere anche tipi di dato differenti. È proprio questa caratteristica a rendere utile un UDT.

Un UDT può contenere sia variabili che procedure che prendono il nome di membri (o elementi).

Utilizzo di un UDT attraverso una variabile

Per accedere ai singoli membri attraverso una variabile si utilizza l’operatore . (notazione puntata):

'definizione di un nostro tipo di dato
type automobile
  cavalli as integer
  cilindrata as integer
end type

'dimensionamento e creazione di una variabile
'del tipo appena definito
dim mia_auto as automobile

'valorizzazione dei membri
mia_auto.cavalli = 75
mia_auto.cilindrata= 999

'stampa dei valori
print "CV = "; mia_auto.cavalli
print "Cilindrata = "; mia_auto.cilindrata

Utilizzo di un UDT attraverso un puntatore alla sua variabile

Come abbiamo visto nell’articolo dedicato ai puntatori, anche per i titi di dato definiti da noi (UDT) possiamo creare il relativo puntatore alla sua variabile.

La creazione di questo tipo di puntatore è simile a quella per un puntatore ad una variabile relativa a un tipo di dato standard. Ciò che cambia è la modalità di accesso ai singoli membri che dovrà avvenire attraverso l’operatore ->.

Riprendendo l’esempio precedente, aggiungiamo le seguenti righe di codice:

'creazione di un puntatore alla variabile
dim p as automobile pointer = @mia_auto

'valorizzazione dei membri attraverso il puntatore
p->cavalli = 90
p->cilindrata= 1500

'stampa dei valori
print "CV = "; p->cavalli
print "Cilindrata = "; p->cilindrata

Nel prossimo articolo inizieremo a parlare delle procedure.

A presto. 🙂