Marco Bertini / teaching

Programmazione

Novità

26 Febbraio 2018: aggionrato materiale e info ad a.a. 2017-2018
10 Giugno 2016: Aggiunti esercizi Web-CAT.

30 Maggio 2016: aggiornati lucidi e registro lezioni. Aggiunti esercizi Web-CAT.
16 Maggio 2016: aggiornati lucidi e registro lezioni. Aggiunti esercizi Web-CAT.
4 Maggio 2016: aggiornati lucidi e registro lezioni.
21 April 2016: aggiornati lucidi. Aggiunto 2° volume di Thinking in C++
13 Aprile 2016: aggiornamenti lucidi e registro lezione e laboratorio con file dei laboratori. Aggiornati link a FAQ del C++.
6 Aprile 2016: aggiornamenti lucidi e registro lezione e laboratorio con file dei laboratori.
17 Marzo 2016: aggiornamento lucidi su classi e oggetti.
16 Marzo 2016: aggiornato registro lezione e laboratorio con file dei laboratori ed esercizi da fare a casa.
10 Marzo 2016: aggiunta lucidi. Aggiornamento registro lezioni e laboratorio.
1 Marzo 2016: creazione della pagina web e del registro lezioni e laboratorio.

Orario e aule - Ricevimento - Annunci su lezioni

Inizio lezioni a.a. 2017-2018: 26 Febbraio 2018.
Termine lezioni: 7 Giugno 2018.

Lunedì: 14:00-17:00 Auditorium A.
Giovedì: 11:15 - 13.15 Aula 002.
Sito web dell'orario.
Registro lezioni 2017-2018: riporta l'argomento di ogni lezione, i riferimenti ai lucidi usati ed ai programmi delle esercitazioni.
Registro esercitazioni web 2017-2018: riporta descrizione e materiale per le esercitazioni web da effettuare con il sistema Web-CAT.

Vacanze: Le attività didattiche della Scuola di Ingegneria cesseranno per le Festività Pasquali. Le lezioni di Lunedì 2 Aprile (Lunedì dell'Angelo) e Giovedì 5 Aprile 2018 non ci saranno.

Ricevimento: Giovedì dalle 16:00 alle 18:00 presso il MICC in Viale Morgagni 65 - fissare comunque l'appuntamento per email: marco.bertini@unifi.it

Assenze:

Date esame

E' necessario prenotarsi mediante il modulo web disponibile all'indirizzo: http://sol.unifi.it/prenot/prenot

Le aule del CDM dove viene effettuato lo scritto sono stabilite circa due-tre giorni prima dello scritto, sulla base del numero di iscrizioni. Gli studenti devono controllare questo sito o il sistema di prenotazione. Il giorno successivo allo scritto viene fatto l'orale presso i locali del MICC in Viale Morgagni 65; gli studenti che intendono superare l'esame del corso con un elaborato devono presentarsi il pomeriggio del giorno dello scritto. Le modalità di superamento dell'esame sono riportate sotto.

Le date d'esame sono visibili sul sito ufficiale dell'Università http://sol.unifi.it/docprenot/docprenot:

2018: Scritto: 18 Giugno, 4 Luglio, 19 Luglio, 13 Settembre ore 9:30 presso aula CDM da stabilire. L'orale è il giorno dopo ore 9:30 presso il MICC. Gli elaborati vengono verbalizzati il giorno dello scirtto ore 14:30 presso il MICC.
2017: date riportate su sito e-learning UniFi e SOL.
2016: 22 Giugno (9:30, scritto) + 23 Giugno (9:30 orale, presso MICC); 5 Luglio (9:30 scritto) + 6 Luglio (9:30 orale, presso MICC); 18 Luglio (9:30, scritto, aula 108 CDM) + 19 Luglio (9:30 orale, presso MICC); 12 Settembre (scritto) + 13 Settembre (9:30 orale, presso MICC).

Lucidi lezioni e materiale collegato

I collegamenti sono generalmente fatti a materiale scritto in inglese, a meno di diversa indicazione. I lucidi sono in formato PDF. I lucidi preceduti dalla scritta "OLD" sono quelli dell'A.A. precedente e devono ancora essere aggiornati - se ne sconsiglia la stampa. I programmi fatti durante le lezioni sono riportato nella pagina web: Registro lezioni 2017-2018 e sul sito di e-learning dell'Università.

Sito e-Learning Unifi con materiale del corso: http://e-l.unifi.it. Tutti gli studenti dell'A.A. 2017-2018 devono iscriversi. Il materiale più aggiornato è disponibile sul sito di e-Learning.

Lucidi e materiale a.a. 2017 - 2018

Presentazione del corso
Materiale aggiuntivo: Teach Yourself Programming in Ten Years - C++ reference (manuale del C++); C++ FAQ.
Introduzione al corso e al paradigma OO
Materiale aggiuntivo: breve storia del C++, Wikipedia: programmazione orientata agli oggetti (IT), C++; Il sito web di Bjarne Stroustroup; convenzioni e stili nella scrittura di codice C++; Consigli sul design Object Oriented; Why C++ is not just an Object-Oriented Programming Language (paper di Bjarne Stroustrup, PDF); C++ Internals (come implementare le funzioni del C++ in C)
Analisi del programma "Hello world"; Compilazione e primo debug di "Hello world" con CLion (OLD)
Materiale aggiuntivo: uso di include guard; Wikipedia: header file (IT) header file (EN, più completo); schemi d'uso di file header in C++.
Classi e oggetti (OLD)
Materiale aggiuntivo: Wikipedia: Open/Closed Principle e Single responsibility principle; Il principio aperto/chiuso (IT); Operator overloading (Wikipedia); Operator overloading (completo e conciso); Guidelines for Overloading the + Operator; Java operator overload (discussione).
Ereditarietà (OLD)
Materiale aggiuntivo : C++ in action: inheritance; C++ in action: polymorphism; C++ inheritance; Wikipedia: ereditarietà (IT); C++ FAQ: inheritance, multiple inheritance e virtual inheritance.
Copy constructor, operatore = sovraccaricato e shallow copy; copia di oggetti (Wikipedia); overloading di <<.
Coding: guida di stile (OLD); Shallow vs. deep copy (OLD); Classi e oggetti: metodi di software engineering (OLD)
Materiale aggiuntivo: Wikipedia: use case; CRC; UML class diagram. Coding guidelines: C++ Programming Style Guidelines, Google C++ Style Guide, Critica delle linee guida di Google, Joint Strike Fighter air vehicle C++ coding standards for the system development and demonstration program (PDF)
Constancy e casting (OLD)
Materiale aggiuntivo: Uso di const; C++ FAQ: la const correctness. Casting: Type Casting.
ABCs e copy constructor (OLD)
C++ FAQ: Virtual constructor, razionale del virtual constructor, ABC e copy constructor.
Template (OLD)
Materiale aggiuntivo: discussione in cui si mostra perché le definizioni delle funzioni template devono stare insieme alle loro dichiarazioni (in particolare leggere l'ultimo intervento); Why we can't afford export (PDF); Why can't I separate the definition of my templates class from it's declaration and put it inside a .cpp file?. Trip Report: March 2010 ISO C++ Standards Meeting: Removed Export Template
STL - Standard Template Library (OLD)
Materiale aggiuntivo: Standard Template Library Programmer's Guide; STL containers; STL algorithms; The C++ Standard Library - A Tutorial and Reference: sito web del libro, con decine di esempi; A Tour of the Standard Library (PDF); Critica degli iteratori. Lambda expressions in C++.
Eccezioni (OLD)
Materiale aggiuntivo: C++ Exception Safety: Issues and Best Practices; Critica delle eccezioni
Resource management (OLD)
Materiale aggiuntivo: RAII (Wikipedia); Using auto_ptr Effectively; Using auto_ptr to Handle Memory; auto_ptr Explained (PDF); Smart pointers (Wikipedia); Smart pointers in Boost, TR1, and C++x0; What is a smart pointer and when should I use one?; What's RAII all about ?; Using C++11’s Smart Pointers (PDF)
Design patterns + idioms + Adapter (OLD)
Materiale aggiuntivo: Portland Pattern Repository; Adapter pattern sul Portland Pattern Repository; Adapter Design Pattern: tutorial, video ed esempi; C++ Idioms; More C++ Idioms
Design patterns: Observer (OLD)
Materiale aggiuntivo: Observer pattern su Wikipedia; Observer pattern sul Portland Pattern Repository; Observer Design Pattern: tutorial, video ed esempi. Model-View-Controller (Wikipedia); Il design pattern observer nei videogame.
Design pattern: Factory Method, Abstract Factorye Singleton (OLD)
Materiale aggiuntivo: Factory Method pattern sul Portland Pattern Repository; Abstract Factory pattern sul Portland Pattern Repository; Factory Method pattern: tutorial, video ed esempi; Abstract Factory pattern: tutorial, video ed esempi; Singleton pattern sul Portland Pattern Repository.
C++11: auto, constexpr, move semantics, && (OLD)
Materiale aggiuntivo: Elements of Modern C++ Style; Move constructors; What are move semantics?; C++ Rvalue References Explained.

Per motivi di tempo può non essere possibile vedere tutti gli aspetti del linguaggio C++ durante il corso. Consiglio la lettura completa di uno dei due libri di testo consigliati, o quantomeno dei seguenti tutorial:

IO Stream: Input/output via <iostream> and <cstdio>; Learn About Input and Output; Input/Output with files; serializzazione.
Namespace: Namespaces.

È consigliata la lettura delle dispense e la visione dei video del corso "Object Oriented Software Design" della Scuola Superiore Sant'Anna 2012-2013.

FAQ e riferimenti:

Blog interessanti sul C++ e la programmazione in generale:

Lucidi e materiale anni precedenti:

"Programmazione" - registro lezioni a.a. 2015-2016

Modalità di svolgimento dell'esame

L'esame si compone di una prova scritta e una orale.
La prova scritta consiste in alcuni elaborati di programmazione e nella discussione di contenuti del programma. La prova è organizzata "a batteria" in due parti di 60-70 minuti ciascuna: nella prima parte vengono date risposte a questioni di natura teorica, nella seconda vengono svolti esercizi di programmazione.
La prova scritta è svolta su carta, usando fogli in formato A4 (no fogli protocollo); si prega di scrivere su un solo lato del foglio; scrivere il proprio nome su ogni foglio. Successivamente i candidati ricevono la fotocopia del loro elaborato.
Per accedere alla prova orale, il candidato deve correggere il proprio elaborato, riportando le correzioni in maniera visibile sulla fotocopia; ad ogni esercizio è assegnato un punteggio e il voto minimo per l'orale A? di 15 punti per ognuna delle sezioni. Il candidato deve anche realizzare il programma corretto e funzionante che corregge l'elaborato e lo completa facendone un programma autocontenuto; nel caso il candidato non riesca a fare questo è fortemente sconsigliata la partecipazione all'orale. Il candidato deve infine fornire una autovalutazione del proprio elaborato, in base al valore attribuito a ciascuna parte della prova, alla discussione della soluzione, all'esperienza acquisita nella correzione e realizzazione effettiva del programma.
La prova orale inizia con la discussione dell'elaborato, e prosegue con l'approfondimento di tutti i contenuti del programma.

Esempio di compito 1 (PDF); Esempio di compito 2 (PDF); Esempio di compito 3 (PDF); Esempio di compito 4 (PDF)

In alternativa è possibile stabilire degli elaborati relativi alla creazione di software. Il tema dell'elaborato deve essere concordato preventivamente. Una volta selezionato il tema verranno effettuati incontri per discutere e rivedere lo stato di avanzamento del progetto; è necessario effettuare questi incontri: non si può svolgere l'esame senza averci partecipato. Una volta completato l'elaborato questo verrà discusso il pomeriggio del giorno dello scritto dell'esame. Nel corso della discussione finale lo studente può essere interrogato sia su argomenti riguardante l'elaborato che su temi del corso ad esso collegati o relativi ai design pattern.
L'elaborato può essere combinato con quello del corso "Laboratorio di Programmazione", previo accordo col docente.

E' preferibile sviluppare un proprio progetto, in alternativa possibili idee di elaborato sono 1) un'applicazione per la gestione di agende come iCal, senza tutta la parte di gestione di calendari multipli e rete, usando WxWidgets (o QT) per la GUI. Un'altra opzione è gestire un task manager semplice (http://lifehacker.com/tag/todo-manager/ per ispirarsi) o un programma per prendere note (come Tomboy). Niente campi minati/gioco della scopa, altri giochi a piacere: OK.

Link utili

Il Model/View/Controller è un design pattern utile nella programmazione di sistemi dove c'è un'interfaccia grafica. A lezione si studia il design pattern Observer che è la parte principale di MVC.

MVC:

http://www.bernreuther.net/martin/publications/tutorials/wxWindows/wxIntro/wxIntro.pdf
Completa spiegazione del design pattern MVC.
MVC con QT: descrizione completa.

Game Loop pattern (usato nella visualizzazione dei videogame)

Observer pattern nei videogame

Come librerie per disegnare GUI grafiche si possono usare wxWidgets o QT (consigliata), oppure NCurses per interfacce testuali.

wxWidgets:

http://zetcode.com/tutorials/wxwidgetstutorial/
in generale anche: http://www.wxwidgets.org/docs/tutorials.htm
Using Eclipse with pre-built wxWidgets libraries
Developing for wxWidgets using Eclipse and the CDT
Tool per costruire graficamente scheletri di applicazioni wxWidgets:
- wxCrafter
- wxFormBuilder
- DialogBlocks
- Codelite (IDE + wxCrafter)

QT:

Tutorial su uso di QT con Eclipse (italiano): tutorial_qt_eclipse (PDF) - codice (zip)
- tutorial aggiuntivi: My first QT GUI application
QT Examples and tutorials
http://thelins.se/learnqt/tutorial/

NCurses / PDCurses (per Windows): libreria per gestiure GUI e input/output su terminale.

Tutorial programmazione NCurses

SDL: semplice libreria multimediale cross-platform e open source adatta per i videogame

Ambienti di sviluppo/compilatori consigliati

I due ambienti di sviluppo (IDE) consigliati sono CLion ed Eclipse.
Gli studenti sono comunque liberi di usare qualsiasi strumento gli risulti più comodo.

Clion è un ambiente i sviluppo integrato multipiattaforma con licenza gratuita per gli studenti. Durante il corso verrà usata questa IDE. I software sviluppati durante il corso DEVONO essere forniti come progetti CLion o Eclipse.

Eclipse CDT (richiede l'installazione di Eclipse e di un compilatore come G++ o clang++) - multipiattaforma.
Tutorial sulla configurazione di Eclipse+CDT su OSX, Linux e Windows (Video tutorial: installare Eclipse, MINGW e MSYS - per Windows). Eclipse ed i diagrammi UML: tutorial in inglese - tutorial in italiano.
Plugin utili per Eclipse: Linuxtools, cppcheclipse.
Tutorial sull'installazione di Eclipse/CDT e MSYS/MingW (Windows, mostra anche come installare WxWidgets). Wiki wxWidgets per l'uso di Eclipse + wxWidgets (EN); Tutorial sull'installazione di wxWidgets per Eclipse (Windows e Linux, EN); Tutorial sull'uso di wxWidgets (EN, molto semplice, adatto per principianti).
Da OSX Mavericks non è più disponibile il debugger GDB, che è usato da Eclipse. Si deve installare usando Macports o Homebrew. In alternativa si consiglia l'uso di XCode o CLion.

Altri ambienti di sviluppo che si possono usare sono:

Codelite - multipiattaforma, support Clang++ e LLDB (ottimo per OSX), creazione visuale di interfacce grafiche con wxWidgets
Code::Blocks (disponibile in distribuzione che contiene il compilatore) - multipiattaforma

Compilatori

Windows: GCC nella distribuzione MinGW

Linux: G++

OSX: In OSX si devono installare gli strumenti di programmazione a command line (necessari per usare CLion/Eclipse/Codelite/Code::Blocks), scaricando XCode dall APP store e quindi dando il comando xcode-select --install in una finestra del terminale (tutorial).

Editor per diagrammi UML:

StarUML (Windows / OSX)
Papyrus (plugin per Eclipse)

Libri di testo

Libro ufficiale del corso: Copertina Bertini M. Bertini, "Programmazione Object-Oriented in C++. Design Pattern e introduzione alle buone pratiche di programmazione" Società Editrice Esculapio, 2019

Copertina Vicario E. Vicario, "Fondamenti di programmazione - Linguaggio c, strutture dati e algoritmi elementari, c++", Società Editrice Esculapio, 2006 - estratto (PDF)