Esercizi · Introduzione a C++¶

Esercizi · Capitolo 6 · ogni soluzione si apre con un clic · Capitolo 6: Introduzione a C++ · Eserciziario, volume 2 (PDF)

Negli esercizi di questo capitolo i programmi sono scritti, compilati ed eseguiti con le convenzioni del capitolo «Introduzione a C++», riassunte qui sotto.

Codice

Il programma di un esercizio è salvato in un file <name>.cpp, compilato ed eseguito con i comandi
```
g++ -Wall -std=c++17 -o <name> <name>.cpp
./<name>
```
Le istanze di test sono array di dimensione fissa dichiarati in main, ad esempio int arr1[] = {9, 12, 3, 16, 19, 11, 12};, e vengono passate alle funzioni tramite il puntatore al loro primo elemento (int *a) insieme alla loro dimensione n.
Gli elementi di un array di dimensione \(n\) sono a[0], a[1], …, a[n-1]: la componente \(a[i]\) di un'istanza scritta come \(a = [\dots]\) nel testo corrisponde ad a[i-1] nel codice.
I risultati che una funzione deve restituire oltre al valore di ritorno sono passati per riferimento (int& x, double& x).
Quando si stampa un array, ogni valore è seguito da uno spazio, quindi le righe stampate terminano con uno spazio.

Esercizio 6.1: Introduzione a {\tt C++} (E1)

Dato un array \(a\) di \(n \ge 1\) numeri interi, consideriamo il problema di trovare il valore massimo nell'array.

Domande

Scrivere un programma C++ completo che trova il valore massimo in un array \(a\) di \(n\) numeri interi. Il programma deve:
- Definire una funzione int ArrayMaxValue(int n, int *a) che implementa l'algoritmo
- Nella funzione main(), creare gli array di test e chiamare la funzione
- Stampare i risultati per ogni caso di test
Eseguire il programma sulle seguenti istanze:
- Istanza 1: \(a = [9, 12, 3, 16, 19, 11, 12]\) con \(n=7\)
- Istanza 2: \(a = [5, 2, 8, 1]\) con \(n=4\)
- Istanza 3: \(a = [42]\) con \(n=1\)
Mostrare i comandi di compilazione completi e l'output per tutti i casi di test.
Modificare il programma creando una nuova funzione int ArrayMaxValueWithIndex(int n, int *a, int& idx) che restituisce il valore massimo e memorizza il suo indice nel parametro per riferimento idx. Eseguire questa versione modificata e mostrare l'output.

Soluzione

Complete C++ program:

#include <iostream>
using namespace std;

// Funzione che trova il valore massimo di un array
int ArrayMaxValue(int n, int *a) 
{
    int max = a[0];  // Inizializza con il primo elemento

    for (int i = 1; i < n; i++) 
    {
        if (a[i] > max) 
        {
            max = a[i];  // Aggiorna il massimo
        }
    }

    return max;
}

int main() 
{
    // Caso di prova 1
    int arr1[] = {9, 12, 3, 16, 19, 11, 12};
    int n1 = 7;

    cout << "Prova 1 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n1; i++) 
    {
        cout << arr1[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int max1 = ArrayMaxValue(n1, arr1);
    cout << "Valore massimo: " << max1 << endl;
    cout << endl;

    // Caso di prova 2
    int arr2[] = {5, 2, 8, 1};
    int n2 = 4;

    cout << "Prova 2 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n2; i++) 
    {
        cout << arr2[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int max2 = ArrayMaxValue(n2, arr2);
    cout << "Valore massimo: " << max2 << endl;
    cout << endl;

    // Caso di prova 3
    int arr3[] = {42};
    int n3 = 1;

    cout << "Prova 3 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n3; i++) 
    {
        cout << arr3[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int max3 = ArrayMaxValue(n3, arr3);
    cout << "Valore massimo: " << max3 << endl;

    return 0;
}

Compilazione ed esecuzione:

Per compilare il programma:

g++ -Wall -std=c++17 -o max_value max_value.cpp

Per eseguire il programma:

./max_value

Output:

Prova 1 - Array: 9 12 3 16 19 11 12 
Valore massimo: 19

Prova 2 - Array: 5 2 8 1 
Valore massimo: 8

Prova 3 - Array: 42 
Valore massimo: 42

Programma modificato con l'indice:

#include <iostream>
using namespace std;

// Funzione che trova il valore massimo e il suo indice
int ArrayMaxValueWithIndex(int n, int *a, int& idx) 
{
    int max = a[0];
    idx = 0;

    for (int i = 1; i < n; i++) 
    {
        if (a[i] > max) 
        {
            max = a[i];
            idx = i;  // Memorizza l'indice
        }
    }

    return max;
}

int main() 
{
    int arr[] = {9, 12, 3, 16, 19, 11, 12};
    int n = 7;
    int index;

    cout << "Array: ";
    for (int i = 0; i < n; i++) 
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int max = ArrayMaxValueWithIndex(n, arr, index);

    cout << "Valore massimo: " << max << endl;
    cout << "Posizione (indice): " << index << endl;

    return 0;
}

Output:

Array: 9 12 3 16 19 11 12 
Valore massimo: 19
Posizione (indice): 4

Nota: il valore massimo 19 si trova all'indice 4 (l'elemento di posizione 5, poiché in C++ gli array sono indicizzati a partire da \(0\)). Se il valore massimo compare più di una volta, la funzione memorizza l'indice della sua prima occorrenza, perché max e idx vengono aggiornati solo quando a[i] > max (disuguaglianza stretta).

Esercizio 6.2: Introduzione a {\tt C++} (E2)

Dato un array \(a\) di \(n \ge 1\) numeri interi, consideriamo il problema di trovare il suo valore minimo.

Domande

Scrivere un programma C++ completo che trova il valore minimo in un array \(a\) di \(n\) numeri interi. Il programma deve:
- Definire una funzione int ArrayMinValue(int n, int *a) che implementa l'algoritmo
- Nella funzione main(), creare gli array di test e chiamare la funzione
- Stampare i risultati per ogni caso di test
Eseguire il programma sulle seguenti istanze:
- Istanza 1: \(a = [9, 12, 3, 16, 19, 11, 12]\) con \(n=7\)
- Istanza 2: \(a = [15, 7, 22, 4]\) con \(n=4\)
- Istanza 3: \(a = [100]\) con \(n=1\)
Mostrare i comandi di compilazione completi e l'output per tutti i casi di test.
Modificare il programma creando una nuova funzione void ArrayMaxMin(int n, int *a, int& max, int& min) che trova sia il valore massimo sia il valore minimo con un solo passaggio sull'array. Eseguire questa versione modificata e mostrare l'output.

Soluzione

Complete C++ program:

#include <iostream>
using namespace std;

// Funzione che trova il valore minimo di un array
int ArrayMinValue(int n, int *a) 
{
    int m = a[0];  // Inizializza con il primo elemento

    for (int i = 1; i < n; i++) 
    {
        if (a[i] < m) 
        {
            m = a[i];  // Aggiorna il minimo
        }
    }

    return m;
}

int main() 
{
    // Caso di prova 1
    int arr1[] = {9, 12, 3, 16, 19, 11, 12};
    int n1 = 7;

    cout << "Prova 1 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n1; i++) 
    {
        cout << arr1[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int min1 = ArrayMinValue(n1, arr1);
    cout << "Valore minimo: " << min1 << endl;
    cout << endl;

    // Caso di prova 2
    int arr2[] = {15, 7, 22, 4};
    int n2 = 4;

    cout << "Prova 2 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n2; i++) 
    {
        cout << arr2[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int min2 = ArrayMinValue(n2, arr2);
    cout << "Valore minimo: " << min2 << endl;
    cout << endl;

    // Caso di prova 3
    int arr3[] = {100};
    int n3 = 1;

    cout << "Prova 3 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n3; i++) 
    {
        cout << arr3[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int min3 = ArrayMinValue(n3, arr3);
    cout << "Valore minimo: " << min3 << endl;

    return 0;
}

Compilazione ed esecuzione:

Per compilare il programma:

g++ -Wall -std=c++17 -o min_value min_value.cpp

Per eseguire il programma:

./min_value

Output:

Prova 1 - Array: 9 12 3 16 19 11 12 
Valore minimo: 3

Prova 2 - Array: 15 7 22 4 
Valore minimo: 4

Prova 3 - Array: 100 
Valore minimo: 100

Programma modificato per trovare sia il massimo sia il minimo:

#include <iostream>
using namespace std;

// Funzione che trova sia il massimo sia il minimo
void ArrayMaxMin(int n, int *a, int& max, int& min) 
{
    max = a[0];
    min = a[0];

    for (int i = 1; i < n; i++) 
    {
        if (a[i] > max) 
        {
            max = a[i];
        }
        if (a[i] < min) 
        {
            min = a[i];
        }
    }
}

int main() 
{
    int arr[] = {9, 12, 3, 16, 19, 11, 12};
    int n = 7;
    int maximum, minimum;

    cout << "Array: ";
    for (int i = 0; i < n; i++) 
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    ArrayMaxMin(n, arr, maximum, minimum);

    cout << "Valore massimo: " << maximum << endl;
    cout << "Valore minimo: " << minimum << endl;

    return 0;
}

Output:

Array: 9 12 3 16 19 11 12 
Valore massimo: 19
Valore minimo: 3

Nota: questa implementazione trova sia il valore massimo sia il valore minimo con un solo passaggio sull'array. Il numero di confronti è lo stesso che con due funzioni separate, \(2(n-1)\), ma l'array viene scorso una volta sola invece di due.

Esercizio 6.3: Introduzione a {\tt C++} (E3)

Dato un array \(a\) di \(n \ge 1\) numeri interi, consideriamo il problema di calcolare la somma e la media di tutti i suoi elementi.

Domande

Scrivere un programma C++ completo che calcola la somma e la media degli elementi di un array \(a\) di \(n\) numeri interi. Il programma deve:
- Definire una funzione int ArraySum(int n, int *a) che calcola la somma degli elementi dell'array
- Nella funzione main(), creare gli array di test e chiamare la funzione
- Calcolare e stampare sia la somma sia la media per ogni caso di test
Eseguire il programma sulle seguenti istanze:
- Istanza 1: \(a = [5, 12, 3, 8]\) con \(n=4\)
- Istanza 2: \(a = [10, 20, 30]\) con \(n=3\)
- Istanza 3: \(a = [7]\) con \(n=1\)
Mostrare i comandi di compilazione completi e l'output per tutti i casi di test.
Modificare il programma creando una nuova funzione void ArraySumAndAverage(int n, int *a, int& sum, double& avg) che calcola sia la somma sia la media in un'unica funzione. Eseguire questa versione modificata e mostrare l'output.

Soluzione

Complete C++ program:

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

// Funzione che calcola la somma degli elementi dell'array
int ArraySum(int n, int *a) 
{
    int S = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++) 
    {
        S = S + a[i];
    }

    return S;
}

int main() 
{
    // Caso di prova 1
    int arr1[] = {5, 12, 3, 8};
    int n1 = 4;

    cout << "Prova 1 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n1; i++) 
    {
        cout << arr1[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int sum1 = ArraySum(n1, arr1);
    double avg1 = (double)sum1 / n1;
    cout << "Somma: " << sum1 << endl;
    cout << "Media: " << fixed << setprecision(2) 
         << avg1 << endl;
    cout << endl;

    // Caso di prova 2
    int arr2[] = {10, 20, 30};
    int n2 = 3;

    cout << "Prova 2 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n2; i++) 
    {
        cout << arr2[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int sum2 = ArraySum(n2, arr2);
    double avg2 = (double)sum2 / n2;
    cout << "Somma: " << sum2 << endl;
    cout << "Media: " << fixed << setprecision(2) 
         << avg2 << endl;
    cout << endl;

    // Caso di prova 3
    int arr3[] = {7};
    int n3 = 1;

    cout << "Prova 3 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n3; i++) 
    {
        cout << arr3[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int sum3 = ArraySum(n3, arr3);
    double avg3 = (double)sum3 / n3;
    cout << "Somma: " << sum3 << endl;
    cout << "Media: " << fixed << setprecision(2) 
         << avg3 << endl;

    return 0;
}

Compilazione ed esecuzione:

Per compilare il programma:

g++ -Wall -std=c++17 -o array_sum array_sum.cpp

Per eseguire il programma:

./array_sum

Output:

Prova 1 - Array: 5 12 3 8 
Somma: 28
Media: 7.00

Prova 2 - Array: 10 20 30 
Somma: 60
Media: 20.00

Prova 3 - Array: 7 
Somma: 7
Media: 7.00

Programma modificato con la funzione combinata:

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

// Funzione che calcola sia la somma sia la media
void ArraySumAndAverage(int n, int *a, int& sum, double& avg) 
{
    sum = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++) 
    {
        sum = sum + a[i];
    }

    avg = (double)sum / n;
}

int main() 
{
    int arr[] = {5, 12, 3, 8};
    int n = 4;
    int sum;
    double average;

    cout << "Array: ";
    for (int i = 0; i < n; i++) 
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    ArraySumAndAverage(n, arr, sum, average);

    cout << "Somma: " << sum << endl;
    cout << "Media: " << fixed << setprecision(2) 
         << average << endl;

    return 0;
}

Output:

Array: 5 12 3 8 
Somma: 28
Media: 7.00

Nota: il manipolatore setprecision(2) serve a formattare la media con 2 cifre decimali. La conversione (double) garantisce la divisione in virgola mobile: senza di essa, sum / n sarebbe la divisione intera. Poiché la media divide per \(n\), le funzioni richiedono \(n \ge 1\).

Esercizio 6.4: Introduzione a {\tt C++} (E4)

Dato un array \(a\) di \(n\) numeri interi e un valore \(m\), consideriamo il problema di determinare se il valore \(m\) è presente o meno nell'array.

Domande

Scrivere un programma C++ completo che implementa l'algoritmo di ricerca lineare per un array \(a\) di \(n\) numeri interi. Il programma deve:
- Definire una funzione int LinearSearch(int n, int *a, int m) che cerca il valore m nell'array a
- Restituire l'indice dell'elemento se viene trovato, oppure -1 se non viene trovato
- Nella funzione main(), creare un array di test e cercare valori diversi
- Stampare i risultati di ogni ricerca
Eseguire il programma con la seguente istanza:
- Array: \(a = [9, 12, 3, 16, 19, 11, 12]\) con \(n=7\)
- Ricerca di: \(m=16\) (elemento presente)
- Ricerca di: \(m=25\) (elemento non presente)
- Ricerca di: \(m=9\) (primo elemento)
- Ricerca di: \(m=12\) (elemento duplicato)
Mostrare i comandi di compilazione completi e l'output per tutti i casi di test.
Modificare il programma creando una funzione int CountOccurrences(int n, int *a, int m) che conta quante volte il valore m compare nell'array. Eseguire questa versione modificata con il valore \(m=12\) nell'array di test e mostrare l'output.

Soluzione

Complete C++ program:

#include <iostream>
using namespace std;

// Funzione che esegue la ricerca lineare
int LinearSearch(int n, int *a, int m) 
{
    for (int i = 0; i < n; i++) 
    {
        if (a[i] == m) 
        {
            return i;  // Trovato: restituisce l'indice
        }
    }

    return -1;  // Non trovato
}

int main() 
{
    int arr[] = {9, 12, 3, 16, 19, 11, 12};
    int n = 7;

    cout << "Array: ";
    for (int i = 0; i < n; i++) 
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl << endl;

    // Prova 1: ricerca di 16 (presente)
    int m1 = 16;
    int result1 = LinearSearch(n, arr, m1);
    cout << "Ricerca di " << m1 << ": ";
    if (result1 != -1) 
    {
        cout << "Trovato all'indice " << result1 << endl;
    } 
    else 
    {
        cout << "Non trovato" << endl;
    }

    // Prova 2: ricerca di 25 (assente)
    int m2 = 25;
    int result2 = LinearSearch(n, arr, m2);
    cout << "Ricerca di " << m2 << ": ";
    if (result2 != -1) 
    {
        cout << "Trovato all'indice " << result2 << endl;
    } 
    else 
    {
        cout << "Non trovato" << endl;
    }

    // Prova 3: ricerca di 9 (primo elemento)
    int m3 = 9;
    int result3 = LinearSearch(n, arr, m3);
    cout << "Ricerca di " << m3 << ": ";
    if (result3 != -1) 
    {
        cout << "Trovato all'indice " << result3 << endl;
    } 
    else 
    {
        cout << "Non trovato" << endl;
    }

    // Prova 4: ricerca di 12 (ripetuto)
    int m4 = 12;
    int result4 = LinearSearch(n, arr, m4);
    cout << "Ricerca di " << m4 << ": ";
    if (result4 != -1) 
    {
        cout << "Trovato all'indice " << result4 
             << " (prima occorrenza)" << endl;
    } 
    else 
    {
        cout << "Non trovato" << endl;
    }

    return 0;
}

Compilazione ed esecuzione:

Per compilare il programma:

g++ -Wall -std=c++17 -o linear_search linear_search.cpp

Per eseguire il programma:

./linear_search

Output:

Array: 9 12 3 16 19 11 12 

Ricerca di 16: Trovato all'indice 3
Ricerca di 25: Non trovato
Ricerca di 9: Trovato all'indice 0
Ricerca di 12: Trovato all'indice 1 (prima occorrenza)

Programma modificato per contare le occorrenze:

#include <iostream>
using namespace std;

// Funzione che conta le occorrenze del valore m
int CountOccurrences(int n, int *a, int m) 
{
    int count = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++) 
    {
        if (a[i] == m) 
        {
            count++;
        }
    }

    return count;
}

int main() 
{
    int arr[] = {9, 12, 3, 16, 19, 11, 12};
    int n = 7;

    cout << "Array: ";
    for (int i = 0; i < n; i++) 
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    int x = 12;
    int count = CountOccurrences(n, arr, x);

    cout << "Il valore " << x << " compare " << count 
         << " volte nell'array" << endl;

    return 0;
}

Output:

Array: 9 12 3 16 19 11 12 
Il valore 12 compare 2 volte nell'array

Nota: la funzione LinearSearch restituisce l'indice della prima occorrenza quando ci sono duplicati. La funzione CountOccurrences scorre l'intero array per contare tutte le occorrenze.

Esercizio 6.5: Introduzione a {\tt C++} (E5)

Dato un array \(a\) di \(n \ge 1\) numeri interi, consideriamo il problema di calcolare con un solo passaggio il massimo, il minimo, la somma e la media di tutti gli elementi dell'array.

Domande

Scrivere un programma C++ completo che calcola tutte le statistiche di un array \(a\) di \(n\) numeri interi con un solo passaggio. Il programma deve:
- Definire una funzione void ArrayStatistics(int n, int *a, int& max, int& min, int& sum, double& avg) che calcola tutte e quattro le statistiche
- Nella funzione main(), creare gli array di test e chiamare la funzione
- Stampare tutte le statistiche per ogni caso di test
Eseguire il programma sulle seguenti istanze:
- Istanza 1: \(a = [9, 12, 3, 16, 19, 11, 12]\) con \(n=7\)
- Istanza 2: \(a = [5, 2, 8, 1]\) con \(n=4\)
Mostrare i comandi di compilazione completi e l'output per tutti i casi di test.
Discutere i vantaggi di calcolare tutte le statistiche con un solo passaggio rispetto a calcolarle separatamente con più funzioni.

Soluzione

Complete C++ program:

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

// Funzione che calcola tutte le statistiche in una sola passata
void ArrayStatistics(int n, int *a, int& max, int& min, 
                     int& sum, double& avg) 
{
    // Inizializza con il primo elemento
    max = a[0];
    min = a[0];
    sum = a[0];

    // Elabora gli elementi rimanenti
    for (int i = 1; i < n; i++) 
    {
        if (a[i] > max) 
        {
            max = a[i];
        }
        if (a[i] < min) 
        {
            min = a[i];
        }
        sum = sum + a[i];
    }

    // Calcola la media
    avg = (double)sum / n;
}

int main() 
{
    // Caso di prova 1
    int arr1[] = {9, 12, 3, 16, 19, 11, 12};
    int n1 = 7;
    int max1, min1, sum1;
    double avg1;

    cout << "Prova 1 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n1; i++) 
    {
        cout << arr1[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    ArrayStatistics(n1, arr1, max1, min1, sum1, avg1);

    cout << "Massimo: " << max1 << endl;
    cout << "Minimo: " << min1 << endl;
    cout << "Somma: " << sum1 << endl;
    cout << "Media: " << fixed << setprecision(2) 
         << avg1 << endl;
    cout << endl;

    // Caso di prova 2
    int arr2[] = {5, 2, 8, 1};
    int n2 = 4;
    int max2, min2, sum2;
    double avg2;

    cout << "Prova 2 - Array: ";
    for (int i = 0; i < n2; i++) 
    {
        cout << arr2[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    ArrayStatistics(n2, arr2, max2, min2, sum2, avg2);

    cout << "Massimo: " << max2 << endl;
    cout << "Minimo: " << min2 << endl;
    cout << "Somma: " << sum2 << endl;
    cout << "Media: " << fixed << setprecision(2) 
         << avg2 << endl;

    return 0;
}

Compilazione ed esecuzione:

Per compilare il programma:

g++ -Wall -std=c++17 -o array_stats array_stats.cpp

Per eseguire il programma:

./array_stats

Output:

Prova 1 - Array: 9 12 3 16 19 11 12 
Massimo: 19
Minimo: 3
Somma: 82
Media: 11.71

Prova 2 - Array: 5 2 8 1 
Massimo: 8
Minimo: 1
Somma: 16
Media: 4.00

Vantaggi dell'approccio a un solo passaggio:

Vantaggi:
- Meno scorrimenti dell'array: l'array viene scorso una sola volta invece di una volta per ogni statistica
- Codice più compatto: una sola funzione e un solo ciclo invece di più chiamate di funzione
- Migliore per dati in flusso: può elaborare dati che arrivano in sequenza o che non stanno interamente in memoria
- Minore sovraccarico: una sola inizializzazione e terminazione di ciclo invece di più cicli
Svantaggi:
- Meno modulare: combina più operazioni in una sola funzione, che può essere più difficile da mantenere
- Meno flessibile: se serve una sola statistica, la funzione le calcola comunque tutte
- Riutilizzabilità del codice: non è facile riutilizzare i singoli calcoli delle statistiche in altri contesti
Raccomandazione: l'approccio a un solo passaggio è preferibile quando:
- servono tutte le statistiche insieme;
- si lavora con array grandi, per i quali è importante ridurre al minimo gli accessi all'array;
- si elaborano dati in flusso o dati che non stanno in memoria.
Le funzioni separate sono migliori quando:
- servono solo statistiche specifiche;
- la chiarezza e la modularità del codice hanno priorità maggiore;
- le singole funzioni possono essere riutilizzate in contesti diversi.

Esercizio 6.6: Introduzione a {\tt C++} (E6)

Dato un array bidimensionale \(a\) di \(m \times n\) numeri interi, consideriamo il problema di calcolare la somma di tutti i suoi elementi.

Domande

Scrivere un programma C++ completo che calcola la somma di tutti gli elementi di un array bidimensionale \(a\) di \(m \times n\) interi. Il programma deve:
- Definire una funzione int SumMatrix(int m, int n, int **matrix) che calcola la somma
- Nella funzione main(), allocare le matrici di test con la memoria dinamica, inizializzarle, chiamare la funzione e stampare i risultati
- Liberare tutta la memoria allocata dopo l'uso
Eseguire il programma sulle seguenti istanze:
- Istanza 1: una matrice \(3 \times 4\) con valori sequenziali \(a[i][j] = (i-1)\cdot n + j\) per \(i \in \{1, 2, 3\}\) e \(j \in \{1, 2, 3, 4\}\) (righe e colonne numerate da \(1\), come nello pseudocodice), cioè
  
  \[ \begin{bmatrix}1&2&3&4\\5&6&7&8\\9&10&11&12\end{bmatrix} \]
- Istanza 2: una matrice \(2 \times 3\) con valori \(\begin{bmatrix} 3 & 1 & 4 \\ 1 & 5 & 9 \end{bmatrix}\)
Mostrare i comandi di compilazione completi e l'output per entrambi i casi di test.
Modificare il programma aggiungendo una funzione void RowSums(int m, int n, int **matrix, int *rowSums) che calcola la somma di ogni riga e memorizza i risultati nell'array rowSums. Eseguire questa versione modificata sull'Istanza 1 e mostrare l'output.

Soluzione

Complete C++ program:

#include <iostream>
using namespace std;

// Funzione che calcola la somma di tutti gli elementi di una matrice
int SumMatrix(int m, int n, int **matrix) 
{
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < m; i++) 
    {
        for (int j = 0; j < n; j++) 
        {
            sum += matrix[i][j];
        }
    }
    return sum;
}

int main() 
{
    // Caso di prova 1: matrice 3x4 con valori consecutivi
    int m1 = 3, n1 = 4;

    int** mat1 = new int*[m1];
    for (int i = 0; i < m1; i++) 
    {
        mat1[i] = new int[n1];
    }

    int val = 1;
    for (int i = 0; i < m1; i++) 
    {
        for (int j = 0; j < n1; j++) 
        {
            mat1[i][j] = val++;
        }
    }

    cout << "Prova 1 - Matrice " << m1 << "x" << n1 << ":" << endl;
    for (int i = 0; i < m1; i++) 
    {
        for (int j = 0; j < n1; j++) 
        {
            cout << mat1[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << "Somma: " << SumMatrix(m1, n1, mat1) << endl << endl;

    for (int i = 0; i < m1; i++) 
    {
        delete[] mat1[i];
    }
    delete[] mat1;

    // Caso di prova 2: matrice 2x3
    int m2 = 2, n2 = 3;
    int data[2][3] = {{3, 1, 4}, {1, 5, 9}};

    int** mat2 = new int*[m2];
    for (int i = 0; i < m2; i++) 
    {
        mat2[i] = new int[n2];
        for (int j = 0; j < n2; j++) 
        {
            mat2[i][j] = data[i][j];
        }
    }

    cout << "Prova 2 - Matrice " << m2 << "x" << n2 << ":" << endl;
    for (int i = 0; i < m2; i++) 
    {
        for (int j = 0; j < n2; j++) 
        {
            cout << mat2[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << "Somma: " << SumMatrix(m2, n2, mat2) << endl;

    for (int i = 0; i < m2; i++) 
    {
        delete[] mat2[i];
    }
    delete[] mat2;

    return 0;
}

Compilazione ed esecuzione:

Per compilare il programma:

g++ -Wall -std=c++17 -o sum_matrix sum_matrix.cpp

Per eseguire il programma:

./sum_matrix

Output:

Prova 1 - Matrice 3x4:
1 2 3 4 
5 6 7 8 
9 10 11 12 
Somma: 78

Prova 2 - Matrice 2x3:
3 1 4 
1 5 9 
Somma: 23

Funzione per le somme delle righe:

#include <iostream>
using namespace std;

// Funzione che calcola la somma di tutti gli elementi di una matrice
int SumMatrix(int m, int n, int **matrix) 
{
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < m; i++) 
    {
        for (int j = 0; j < n; j++) 
        {
            sum += matrix[i][j];
        }
    }
    return sum;
}

// Funzione che calcola la somma di ogni riga
void RowSums(int m, int n, int **matrix, int *rowSums) 
{
    for (int i = 0; i < m; i++) 
    {
        rowSums[i] = 0;
        for (int j = 0; j < n; j++) 
        {
            rowSums[i] += matrix[i][j];
        }
    }
}

int main() 
{
    // Caso di prova 1: matrice 3x4 con valori consecutivi
    int m1 = 3, n1 = 4;

    int** mat1 = new int*[m1];
    for (int i = 0; i < m1; i++) 
    {
        mat1[i] = new int[n1];
    }

    int val = 1;
    for (int i = 0; i < m1; i++) 
    {
        for (int j = 0; j < n1; j++) 
        {
            mat1[i][j] = val++;
        }
    }

    cout << "Matrice " << m1 << "x" << n1 << ":" << endl;
    for (int i = 0; i < m1; i++) 
    {
        for (int j = 0; j < n1; j++) 
        {
            cout << mat1[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << "Somma totale: " << SumMatrix(m1, n1, mat1) << endl << endl;

    int* rowSums = new int[m1];
    RowSums(m1, n1, mat1, rowSums);

    cout << "Somme delle righe:" << endl;
    for (int i = 0; i < m1; i++) 
    {
        cout << "Riga " << (i + 1) << ": " << rowSums[i] << endl;
    }

    delete[] rowSums;
    for (int i = 0; i < m1; i++) 
    {
        delete[] mat1[i];
    }
    delete[] mat1;

    return 0;
}

Output:

Matrice 3x4:
1 2 3 4 
5 6 7 8 
9 10 11 12 
Somma totale: 78

Somme delle righe:
Riga 1: 10
Riga 2: 26
Riga 3: 42