Algoritmo iterativo: differenze tra le versioni

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{{F|programmazione|febbraio 2013}}

{{stub informatica}}

Dicesi '''algoritmo iterativo''' un [[algoritmo]] formulato per mezzo della ripetizione di se stesso un certo numero di volte (un [[ciclo]]). Tutte le operazioni che richiedono la ripetizione di una stessa azione più volte, ma in numero [[finito]] sono dette procedure iterative. Ad ogni [[iterazione]], l'[[esecutore]] svolge un compito. Al termine verifica se tale compito vada ripetuto mediante una ''condizione di ripetizione''.

DicesiUn '''algoritmo iterativo''' unè una tipologia di [[algoritmo]] formulatocostituito perda mezzouna della ripetizionesequenza di seazioni stessoche unviene certoripetuta, numerofinché diè voltenecessaria la ripetizione stessa (un [[ciclo]]). Tutte le operazioni che richiedono la ripetizione di una stessa azione più volte, ma in numero [[Infinito (matematica)|finito]] sono dette procedure iterative. Ad ogni [[iterazione]], l'[[esecutore]] svolge un compito. Al termine verifica se tale compito vada ripetuto mediante una ''condizione di ripetizione''.

== Esempio della catena di montaggio ==

Per spiegare meglio il concetto di algoritmo iterativo, si consideri il lavoro di un addetto ad una [[catena di montaggio]]: egli deve eseguire le stesse azioni ripetutamente finchè ci sono pezzi da assemblare. L'algoritmo iterativo della catena di montaggio può essere così descritto:

== Esempio della catena di montaggio ==

1. Preleva i componenti

Per spiegare meglio il concetto di algoritmo iterativo, si consideri il lavoro di un addetto ad una [[catena di montaggio]]: egli deve eseguire le stesse azioni ripetutamente finchèfinché ci sono pezzi da assemblare. L'algoritmo iterativo della catena di montaggio può essere così descritto:

2. Assembla i componenti

3.# PassaPreleva i componenti al collega

1.# PrelevaAssembla i componenti

4. Se ci sono altri componenti da assemblare, torna al punto 1

# Passa i componenti al collega

4.# Se ci sono altri componenti da assemblare, torna al punto 1

== Utilizzo delle iterazioni nei linguaggi di programmazione ==

Per rendere agevole l'implementazione di procedure iterative nei [[linguaggio di programmazione|linguaggi di programmazione]] di alto livello, sono disponibili due fondamentali costrutti: ''for'' e ''while''. Il primo si presta ai cicli enumerativi (ossia quelli in cui il numero di iterazioni è prestabilito o dipende da un valore numerico calcolato prima dell'iterazione), mentre il secondo permette una libera applicazione della condizione di iterazione.

A tal proposito vanno fatte alcune importanti distinzioni sintattiche tra i linguaggi della famiglia [[Linguaggio C|C]] (con l'aggiunta di [[Java (linguaggio di programmazione)|Java]]) e il linguaggio [[Visual Basic]]. Affrontiamo separatamente le [[sintassi]] dei suddetti costrutti nei due casi

=== Famiglia C ===

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for (istruzione iniziale; condizione di iterazione; istruzione di fine ciclo) [istruzione di iterazione];

a seconda del fatto che una iterazione preveda una o più istruzioni.

Il funzionamento è il seguente:

# Viene eseguita l'istruzione iniziale

# Viene eseguito il blocco iterativo

# Viene eseguita l'istruzione di fine ciclo

# Se la condizione di iterazione è ''[[Algebra di Boole|vera]]'' viene ripetuto il ciclo, quindi si torna alla verifica della condizione

# Se la condizione di iterazione è ''falsa'' si esce dal ciclo

La definizione di cui sopra permette di utilizzare un ciclo for con qualunque tipo di condizione. Tuttavia tale ciclo si presta per algoritmi enumerativi. Ad esempio, il seguente codice [[C++]] scrive a video, elemento per elemento, gli elementi di un [[array]]:

for (i = 0; i < count(arr); i++) cout <<« arr[i]<<«endl;

Per quanto riguarda il costrutto while, esso specifica soltanto la condizione di iterazione, lasciando le due altre operazioni al codice. Esiste una variante, la ''do''... ''while''. Esaminiamone la sintassi:

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La differenza tra i costrutti è tanto semplice quanto sostanziale:

* While verifica la condizione: se è vera esegue il ciclo finchèfinché la condizione non diventerà falsa

* Do... While esegue la prima iterazione, e poi si comporta come il precedente

Do...While è dunque particolarmente indicato quando si ha a che fare con [[Struttura dati|strutture dati]] dalle quali i dati da verificare devono prima essere estratti tramite una chiamata a funzione.

Ad esempio, posto di avere una classe di tipo [[Pila (informatica)|Stack]] ''MyStack'', contenente oggetti di tipo ''MyObj'', vogliamo scrivere a video il contenuto degli oggetti fino a trovare un particolare elemento terminatore, posotposto che lo stack non sia mai vuoto (es. il [[Costruttore (informatica)|costruttore]] inizializza lo stack col terminatore e la pop non lo elimina comunque). Il seguente codice richiede il ciclo do...while

char TERMINATOR = '\0';

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Obj = Stk.pop();

Objstr = Obj.content();

cout <<« Objstr <<« endl;

} while (Objstr != TERMINATOR);

Nei linguaggi C è possibile controllare la sequenza dinamica dei cicli iterativi mediante due istruzioni in grado rispettivamente di saltare alla prossima iterazione o interrompere del tutto il ciclo. Tali istruzioni sono '''continue''' e '''break'''. Ad esempio il seguente codice mostra i primi 5 [[file eseguibile|file eseguibili]] di una [[directory]], memorizzata come array di [[stringa (informatica)|stringhe]]. Nell'esempio non si tiene conto di estensioni multiple (es. ''.exe.bak'')

k = 0;

for (i = 0; 0 < count(dir); i++) {

if (!strpos(".exe",dir[i])) continue;

if (k == 5) break;

cout <<« dir[i] <<« endl;

k++;

}

=== Visual Basic ===

Nel linguaggio [[Visual Basic]], con particolare riferimento alla versione [[.NET]], è possibile realizzare cicli iterativi in maniera molto semplice grazie ai costrutti ''For... Next'' e ''Do... Loop''.

Il ciclo For di VB è strettamente pensato per cicli enumerativi. Se in C i parametri del for sono liberi, in VB è richiesto che il ciclo sia numerico. Ecco la sintassi specifica (<> indicano opzionalità):

For [contatore] = [valore iniziale] To [valore finale] <Step [salto]>

[istruzioni]

Next

La variabile ''contatore'' deve essere di tipo numerico, i valori ''iniziale'' e ''finale'' possono essere anche funzioni che restituiscono un intero. Lo step è un valore opzionale che indica l'entità dell'incremento/decremento, che di ''[[default (informatica)|default]]'' è 1 (o -1). L'esecutore riconosce dinamicamente, a ''[[runtime]]'', se il ciclo deve essere incrementale o decrementale confrontando i valori iniziale e finale.

Analogamente ai linguaggi C è possibile utilizzare un ciclo ''Do... Loop'' in quattro diverse versioni

While [condizione] Do

[istruzioni]

Loop

Do

[istruzioni]

While [condizione]

Le altre due si ottengono sostituendo a ''While'' il termine ''Until''

* La prima sintassi verifica che la condizione sia ''vera'' prima di procedere

* La seconda esegue la prima iterazione e poi verifica che la condizione sia ''vera''

* La terza e la quarta, analogamente con le precedenti, proseguono solo se la condizione è ''falsa''

== Iterazioni nei linguaggi assemblativi ==

Nei linguaggi [[assembly]] tradizionali non sono disponibili costrutti iterativi, in quanto le primitive disponibili a livello macchina non li prevedono; le iterazioni sono infatti rappresentate attraverso istruzioni esplicite di salto a un'istruzione precedente. Per realizzare un ciclo ''for'' con istruzioni assemblative si parte dall'esempio della catena di montaggio, e si realizza il codice strutturandolo nel seguente modo:

# Si etichettano il punto di inizio ciclo (''START'') e la prima istruzione dopo il ciclo (''END'')

# Eventuali istruzioni pre-iterazione vanno prima della label ''START''

# Istruzioni '''break''' corrispondono ad un salto incondizionato (JMP) a ''END''

# Istruzioni '''continue''' corrispondono ad un salto incondizionato (JMP) a ''START''

# Si implementa la condizione di iterazione su ''START'', implementando un algoritmo di confronto tale che se la condizione è ''falsa'' si salta subito a END

# Si implementa tutto l'algoritmo dell'iterazione

# Si fa un salto incondizionato a ''START''

== Voci correlate ==

* [[Algoritmo ricorsivo]]

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[[Categoria:ProgrammazioneAlgoritmi|Iterativo]]

[[Categoria:Equazioni funzionali]]