1. Introduzione al C++ e al C
Storia del linguaggio, struttura dei
programmi, funzioni, librerie, compilazione
e collegamento, macchina astratta, variabili,
istruzioni, commenti, assegnamento,
espressioni aritmetiche elementari
1

2. Breve storia del linguaggio C
• Il linguaggio C:
– Evoluzione (Dennis Ritchie) di linguaggi
precedenti (tra cui il B)
– Usato per sviluppare il sistema operativo UNIX
• Motivo iniziale del suo successo
– Gran parte dei sistemi operativi oggi sono scritti
in C (C++)
– Portabile tra calcolatori differenti
– Consolidato già intorno agli anni ’70
• Standardizzazione (importante in
Informatica):
– Anni ’80: molte varianti leggermente diverse e
incompatibili
– 1989: comitato per la standardizzazione
(aggiornato ’99)
2

3. Breve storia del C++
• 1979 Bjarne Stroustrup
ispirato dal linguaggio
Simula67 inventa "C with
Classes"
• 1983 nasce il nome C++
• 1985 pubblicato "The C++
Programming Language"
• 1990 "The Annotated C++,
Reference Manual" esce
Borland Turbo C++
• 1998: "C++ ISO/IEC
14882:1998" standard
• 2011 nuovo standard C++ (C+
+11)
http://www.cplusplus.com/info/history/
3

4. Principali differenze tra C e C++
• Il linguaggio C offre tutto ciò che serve per codificare
algoritmi
• I suoi concetti riflettono da vicino l'architettura del
calcolatore
• Il principale obiettivo del C è garantire l'esecuzione
efficiente dei programmi, lo sfruttamento completo delle
potenzialità del calcolatore
• Il C++ offre primitive di programmazione più astratte, meno
aderenti alle caratteristiche della macchina
• Contiene caratteristiche più potenti, ma talvolta anche più
complesse
• Mira a non sacrificare l'efficienza in nome della maggior
astrazione e potenza espressiva
4

5. Le differenze principali
C
C++
Stile di programmazione procedurale
Più di uno stile: procedurale e ad oggetti
Basso livello (vicino all'architettura)
Basso e alto livello
Orientamento alle funzioni
Orientamento alle funzioni e agli oggetti
Tipi predefiniti e definiti dall'utente
Tipi predefiniti, definiti dall'utente e classi
Dati accessibili
Meccanismo di protezione dei dati
Funzioni e dati definiti separatamente
Funzioni e dati definibili congiuntamente
Operatori di significato fisso
Operatori "sovracaricati"
Input output di basso livello
Input output ad oggetti
Tipi reference
Gestione delle eccezioni predefinita
Gestione dei nomi tramite namespace
E molte altre ancora di minor entità…

6. Il nostro primo programma C++
// The first C++ program
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
cout << "!!Hello World!!" << endl; // prints
return 0;
}
> !!Hello World!!
!!Hello World!!

7. // The first C++ program
• Si tratta di un commento
• Commento = parte di un programma ignorata
dal compilatore
• Serve per migliorare la leggibilità
• Due formati
– Multilinea /* … */
– Mono linea //
• Prestare attenzione nell'innestarli

8. #include <iostream>
• # denota istruzioni dirette (direttive) al preprocessore
• Sono eseguite prima di compilare il programma
• I programmi C++ consistono di moduli chiamati funzioni, il
programmatore può:
– creare egli stesso le sue funzioni
– usare le funzioni già offerte dall'ambiente di programmazione (dette
"di libreria")
– organizzare le proprie funzioni in librerie
• #include dichiara l'uso di una libreria di funzioni
– <iostream> è una libreria che contiene oggetti e funzioni per
comunicare con l'utente
• Le funzioni di libreria sono scritte con accuratezza, sono efficienti e
sono portabili
– se esiste già una funzione, è inutile riprogrammarla

9. int main() { … corpo … }
• I programmi C++ contengono la definizione di una o più funzioni,
una delle quali deve essere il main()
– Nell'esempio, c’è la definizione della sola funzione main()
• L'esecuzione del programma coincide con l'esecuzione della
funzione main()
• Le parentesi tonde ( ) dopo il nome "main" indicano che è una
funzione
• Le funzioni “restituiscono” un valore
– int significa che il main restituisce un valore intero
• Ogni funzione ha un corpo che costituisce la definizione della
funzione. Raccoglie le istruzioni che specificano il “comportamento”
della funzione
• Il corpo è incluso in un blocco, racchiuso in parentesi graffe { }
9

10. La comunicazione con l'utente
• cout << "!!!Hello World!!!" << endl;
• È una istruzione di stampa
– L’intera riga si chiama istruzione (o statement), termina con ;
– L'istruzione visualizza la sequenza di caratteri tra "…" e va a capo
• cout rappresenta lo stream di output
– Normalmente associato al terminale video, dove il programma stampa le
informazioni
• L’operatore << inserisce informazioni nello standard output
– "!!!Hello World!!!" è una sequenza di caratteri
– endl è un simbolo speciale (manipulator) che assicura che
tutti i caratteri generati dal programma fino a quel punto
siano emessi in output e provoca l’andata a capo
• cout, << e endl sono definiti nella libreria iostream
10

11. Il valore di ritorno di una funzione
• return 0;
– È un modo di terminare una funzione
– Indica il valore “restituito” come effetto
dell’esecuzione
– È compatibile con la dichiarazione int main()
– return 0 in questo caso significa che il programma
è terminato senza anomalie
• È una convenzione: 0 indica la fine di una esecuzione
corretta. Normalmente, con un valore di ritorno -1 si indica
invece la terminazione in caso di errori
• È una convenzione tipica della funzione main(). Per le altre
funzioni normalmente si usano valori di ritorno legati al
significato della funzione

12. Prime considerazioni
• C++ è un linguaggio complesso
• Ci si può fermare alla comprensione del suo
funzionamento "pratico"
• Si può cercare di capire a fondo perché
funziona in un certo modo
• Perfino il programma Hello World ha aspetti
non banali

13. Gli operatori di input-output
• Perché << è un operatore?
• "+" è un operatore, ma "<<" ??
• E' invece proprio cosi
–
–
–
–
–
–
cout << "!!!Hello World!!!"
cout è l'operando di sinistra (un oggetto)
"!!!Hello World!!!" è l'operando di destra
cout << "!!!Hello World!!!" è un'espressione
Come tale ha un valore, che è …. l'oggetto cout stesso
Per questo si può scrivere << endl dopo l'espressione cout <<
"!!!Hello World!!!"
– E come scrivere 1+2+3 che equivale a (1+2)+3
– NB: il ";" finale trasforma l'espressione in un'istruzione !
• facile da capire eh ;-)

14. Check this out!
#include <iostream>
using namespace std;
Le parentesi
funzionano come
per un operatore
aritmetico!!
int main() {
(cout << "!!!Hello World!!!" ) << endl;
return 0;
}

15. Librerie e collegatore
• Quando si usa una funzione o un operatore (<<
nell' esempio), il collegatore (linker) la cerca nelle
librerie
– nella libreria standard, ed eventualmente in quelle
indicate da una apposita direttiva al preprocessore
• La funzione è copiata dalla libreria e inserita nel
programma oggetto
• Se c’è un errore nel nome della funzione o
dell'operatore il collegatore lo rileva (non riesce a
trovarla)
15

16. Visibilità e spazio dei nomi
• Quando un programma è grande, può capitare che lo stesso
"nome" venga dichiarato più volte, con significati diversi
• E' importante capire in che parte del codice del programma o delle
librerie un nome è visibile
• TERMINOLOGIA
– scope = parte di codice in cui un nome ha un determinato significato
– namespace: un particolare tipo di scope che può raccogliere anche
nomi definiti in diverse librerie
• Il nome cout appartiene al namespace delle librerie standard
• Andrebbe scritto come std::cout (è un po' come specificare il
"cognome" del "nome proprio" cout)
• La dichiarazione using namespace std; permette di usare il nome
cout senza specificare il namespace di appartenenza

17. Somma di due interi
• Requisiti: scrivere un programma che chiede
all’utente due numeri interi e ne stampa la
somma
• Strategia di risoluzione
– Dati: i due numeri e la loro somma
– Algoritmo: chiedere in sequenza all’utente i dati e
poi stampare la somma

18. // Sum of two integers
#include <iostream>
using namespace std;
Somma interi
int main()
{
int integer1, integer2, sum;
cout << "Enter first integer" << endl;
cin >> integer1;
cout << "Enter second integer" << endl;
cin >> integer2;
sum = integer1 + integer2;
cout << "Sum is: " << sum << endl;
return 0;
}
>
>
>
>
>
Enter first integer
45
Enter second integer
72
Sum is 117
//
//
//
//
//
//
//
//
declaration
prompt
read an integer
prompt
read an integer
assignment
print sum
successful end

19. Le variabili
•
int integer1, integer2, sum;
• Dichiarazione delle variabili
– locazioni di memoria dove sono memorizzati i dati manipolati dal
programma
• int
– specifica il tipo delle variabili
– le variabili conterranno numeri interi (int)
• integer1, integer2, sum
– nomi di variabili definiti dal programmatore
• Le dichiarazioni devono apparire prima delle istruzioni che
usano le variabili
– le variabili prima si dichiarano, poi si usano

20. La comunicazione con l'utente
• cin >> integer1;
– L'oggetto CIN rappresenta lo stream di input
– Normalmente è collegato con la tastiera, cioè contiene i caratteri che
l'utente digita
– L'operatore >> denota la lettura (estrazione) di caratteri dallo stream di
input
– La lettura è "formattata" cioè ignora spazi bianchi e tabulazioni, termina
con l'invio del carattere di ritorno (return)
• integer1 indica la variabile che contiene il valore inserito
dall'utente
– cin >> interrompe il flusso di esecuzione (bloccante)
– L’utente risponde digitando un numero e premendo enter
(invio) per far ripartire l’esecuzione

21. Assegnamento
• = (operatore di assegnamento )
– Assegna un valore a una variabile
• È un operatore binario (cioè che ha due operandi):
– Operando 1: il valore di sinistra (lvalue)
– Operando 2: il valore di destra (rvalue)
• sum = integer1 + integer2;
–
sum è l'lvalue e assume il valore dell'rvalue (l'espressione
integer1 + integer2)

22. Ancora sull’output
• cout << "Sum is: " << sum;
• sum indica la variabile il cui valore sarà visualizzato a terminale
• Intere espressioni possono essere argomenti di <<
– Ad esempio, si poteva stampare direttamente il calcolo:
cout << "Sum is: " << integer1+integer2;
• L'operatore << può avere un numero qualsiasi di parametri, sia
variabili, sia sequenze di caratteri (literal)
• Ad esempio, si poteva fare:
– cout << "Sum of " << integer1 << "and" <<
integer2 << "is: " << integer1+integer2;
• Le espressioni che si vogliono stampare si concatenano nell'ordine
desiderato mediante l'operatore <<

23. Il “livello” del linguaggio
• Il C++ è un linguaggio di livello più alto rispetto al
linguaggio assembler
– L’uso di funzioni è il segno della maggiore astrazione
• Permette di non dettagliare ogni volta tutte le operazioni
• Permette di scrivere algoritmi sintetici
– Un algoritmo sintetico è tipicamente più comprensibile per il
lettore umano
– Compromesso tra la pedante esattezza del linguaggio
macchina e la sintesi estrema dell’intuizione umana
• (x+y)-(z+w)
• Molte istruzioni di basso livello che “fanno perdere di vista
l’obiettivo”

24. Il programma (x+y)-(z+w)
in C++ e in assembler
int main()
{
int x, y, z, w;
cin >> x >> y >> z >> w;
cout << "Risultato: " << (x+y)-(z+w);
return 0;
}
La variabile ausiliaria RIS in C++ non è
esplicitata: è il compilatore che si fa carico
della gestione dei risultati intermedi della
valutazione dell’espressione
(linguaggio di livello più alto)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
READ
X
READ
Y
READ
Z
READ
W
LOADA Z
LOADB W
ADD
STOREA RIS
LOADA X
LOADB Y
ADD
LOADB RIS
DIF
STOREA RIS
WRITE RIS
HALT
...int....(X).....
...int....(Y).....
...int....(Z).....
...int....(W).....
...int...(RIS)...

25. La macchina astratta C++
Algoritmi e programmi sono definiti in funzione del loro esecutore
L’esecutore dei programmi C++ è una macchina astratta
BUS
CPU
RAM
Standard Input
a
B
pluto
somma_1
...
di solito è
la tastiera
Standard Output
di solito
è il video

26. Standard I/O
• Un programma ha due periferiche “standard”
di ingresso e uscita
– stdin : standard input (tastiera)
– stdout : standard output (terminale video)
che possono essere viste come “sequenze”
(stream) di byte, normalmente interpretati
come caratteri

27. Memoria
• Divisa in celle elementari
• Ogni cella può contenere un dato
• I dati possono essere
–
–
–
–
Numeri
Caratteri
Stringhe (sequenze di caratteri in celle adiacenti)
…
• Semplificazioni / idealizzazioni / approssimazioni /
astrazioni
– Nessun limite al numero delle celle
– Nessun limite ai valori numerici contenuti

28. Le variabili in memoria centrale
• Variabili: corrispondono a locazioni di memoria
– Ogni variabile ha
•
•
•
•
•
un nome (identificatore)
un tipo (insieme dei valori e delle operazioni ammissibili)
una dimensione
un indirizzo (individua la cella [o le celle] di memoria)
un valore
– La lettura non modifica i valori delle variabili
– Inserendo un nuovo valore in una variabile (per
assegnamento o con una cin >>), si sostituisce (e quindi si
distrugge) il vecchio valore
cella di memoria
nome della variabile
(il suo identificatore)
integer1 45
valore della
variabile

29. Le variabili
• Rappresentano i dati su cui lavora il programma
• Sono denotate mediante identificatori:
a, B, pluto, somma_1, …
• Variabili diverse devono avere identificatori diversi
• A una variabile ci si riferisce sempre con lo stesso
identificatore
• Durante l’esecuzione del programma le variabili hanno
sempre un valore
– Può essere significativo o non significativo, ma c’è
– Perciò le variabili devono essere sempre inizializzate in
modo opportuno [per evitare errori e sorprese]

30. Identificatori e parole chiave
• I nomi di variabili sono identificatori:
– Sequenze di lettere, cifre, underscore ‘_’,
– Case sensitive
• cioè “sensibili al maiuscolo”: ‘A’ è diverso da ‘a’
– Il primo carattere deve essere una lettera o underscore
– Esempi:
• h12 i a_modo_mio identificatoreValidoPerUnaVariabileC DopoDomani
nonce2senza4 v01 v09 v10 v17 V17 h7_25 lasciapassareA38 b8ne
• Ci sono “parole-chiave” (o keyword) associate a
elementi del linguaggio
– Non si possono usare come nomi di variabili
– Occorre ricordarle a memoria
• non sono tantissime, non è difficile

31. Le parole chiave del C++

32. Struttura di un programma
parte dichiarativa globale
inclusione librerie /∗ per poter invocare funzioni utili (i/o, ...) ∗/
dichiarazione di variabili globali e funzioni
int main ( ) {
parte dichiarativa locale
dichiarazione di variabili locali
istruzione 1;
istruzione 2;
istruzione 3;
istruzione 4;
...
istruzione N;
/∗ tutti i tipi di operazioni, e cioè: ∗/
/∗ istr. di assegnamento ∗/
/∗ istr. di input / output ∗/
/∗ istr. di controllo (condizionali, cicli) ∗/
parte esecutiva
}
Ogni programma deve contenere un modulo int main() {...}

33. Struttura di un programma
• Parte dichiarativa: le dichiarazioni degli elementi del
programma
– Dati, ed eventualmente funzioni (ma solo nella parte globale)
• Parte esecutiva: le istruzioni da eseguire, che ricadono
nelle categorie:
– Istruzioni di assegnamento (=)
– Strutture di controllo:
• Condizionali (if-then-else e switch)
• Iterative, o cicli (while, do e for)
– Istruzioni di Input/Output (<<, >>, ...)
• In C++ (a differenza del C) la dichiarazione di una
variabile può avvenire anche nella parte esecutiva
– Di solito appena prima del PRIMO uso della variabile

34. Sum of two integers
nclude <iostream>
Somma interi V2
t main()
int integer1, integer2;
cout << "Enter first integer" << endl;
cin >> integer1;
cout << "Enter second integer" << endl;
cin >> integer2;
int sum;
sum = integer1 + integer2;
cout << "Sum is: " << sum;
return 0;
>
>
>
>
>
Enter first integer
45
Enter second integer
72
Sum is 117
//
//
//
//
//
//
//
//
//
declaration
prompt
read an integer
prompt
read an integer
declaration
assignment
print sum
successful end

35. Variabili globali e locali
• Le variabili globali sono dichiarate fuori dalle funzioni
– Sono utilizzabili da tutte le funzioni del modulo (file) in cui sono
dichiarate
– per convenzione: poste all’inizio, dopo le direttive #include
• Le variabili locali sono dichiarate internamente alle
funzioni
• In caso di programmi mono-funzione (cioè contenenti
solo la funzione main()), variabili globali e locali sono
(quasi)equivalenti
– Ma è una situazione che vale solo per programmi elementari,
quindi non realistica
• La differenza si ha nei programmi con più di una funzione
e/o di un modulo (file)
• Le variabili globali servono per memorizzare informazioni
che vengono usate da varie funzioni, anche definite in
file diversi

36. Commenti
• Porzioni di testo racchiuse tra /* e */
• Se un commento si estende da un certo punto fino alla fine di
una sola riga si può anche usare // riga di commento
/*
Programma che non fa nulla ma mostra
i due modi per inserire commenti in C++ */
int main {
int valore; // Dich. inutile: variabile mai usata
return 0;
}
• I commenti sono ignorati dal compilatore
• Servono per aumentare la leggibilità e la facilità di modifica di
un programma
– A distanza di tempo, per persone diverse dall’autore, ...

37. Check this out
/*
* comment pairs /* */ cannot nest.
* ''cannot nest'' is considered source code,
* as is the rest of the program
*/
int main()
{
return 0;
}

38. Istruzioni semplici e composte
• Sequenze di istruzioni semplici
– Ogni istruzione semplice termina con ;
– ; è detto il “terminatore” dell’istruzione
• Si possono raggruppare più istruzioni in sequenza
tra { e } a costituire un blocco
– Il blocco costituisce una “super-istruzione”
• Non è necessario il ; dopo }, in quanto il blocco è
già una istruzione
– non necessita del terminatore per diventare
istruzione

39. Assegnamento
<variabile> = <espressione> ;
• Dove
• = è l'operatore di assegnamento
• da non confondere con quello di uguaglianza ==
• <espressione> può essere
– Un valore costante
– Una variabile
– Un'espressione costruita mediante operatori (p.e.
aritmetici +, −, *, /, %) e parentesi
– L’invocazione di una funzione f()
• ; è il terminatore, che rende l'espressione di
assegnamento, p.e. x=3, un'istruzione

40. Esempi di assegnamento
x = 23;
w = 'a'; //assegnamento del carattere ‘a’
w = a; //assegnamento del contenuto della variabile a
y = z;
alfa = x + y;
r3 = ( alfa * 43 – xgg ) * ( delta – 32 * j );
x = x + 1;
y = sqrt(99); // invocazione della funzione sqrt() –
// radice quadrata

41. Forme abbreviate
• Abbreviazioni (operatori di assegnamento):
• Istruzioni della forma
– variabile = variabile operatore espressione;
• si possono scrivere come:
– variabile operatore = espressione;
– a = a + 7; a = a * 5;
– a += 7;
a *= 5;
• L’incremento e il decremento hanno ulteriori
abbreviazioni
– a = a + 1; a = a - 1;
– ++a;
--a;

42. Domande
• Per ora senza risposta
– Perché l’assegnamento è un operatore?
– Se l’assegnamento è un operatore, allora si può usare in
un’espressione?
– Qual è il valore di un’espressione che contiene un
assegnamento?
– Qual è la precedenza dell’operatore di assegnamento
rispetto agli altri?
– Le regole di associatività valgono anche per
l’assegnamento come per gli operatori aritmetici?
• 3+4+5 = (3+4)+5