Sequenza, selezione e iterazione

Siamo arrivati davvero all'ultimo argomento di questo intero corso di TIC, ed è anche il più importante dal punto di vista teorico: la scoperta che qualunque algoritmo, per quanto complesso possa sembrare, si può costruire combinando solo tre strutture di controllo fondamentali. È il cosiddetto teorema di Böhm-Jacopini, dimostrato nel 1966 da due informatici italiani, Corrado Böhm e Giuseppe Jacopini.

Le tre strutture sono:

• Sequenza: le istruzioni vengono eseguite una dopo l'altra, nell'ordine esatto in cui sono scritte. È la struttura più semplice, quella che abbiamo usato implicitamente in ogni singolo algoritmo visto finora, senza nemmeno doverla nominare
• Selezione: in base al valore di una condizione, si sceglie quale delle due (o più) strade seguire. È il rombo del diagramma di flusso e il blocco "se... altrimenti" di Scratch, che abbiamo già incontrato negli argomenti precedenti
• Iterazione: un gruppo di istruzioni viene ripetuto più volte, invece di essere riscritto identico ogni volta. È la struttura nuova di questo argomento conclusivo

L'iterazione (detta anche ciclo o loop) esiste in due forme principali. La prima è la ripetizione a contatore: si ripete un blocco di istruzioni un numero di volte stabilito in anticipo, ad esempio "ripeti 10 volte". La seconda è la ripetizione a condizione: si continua a ripetere finché (o fino a quando) una condizione resta vera, senza sapere in anticipo quante volte servirà, ad esempio "ripeti finché non indovini il numero". Attenzione: se la condizione di un ciclo a condizione non diventa mai falsa, si ottiene un ciclo infinito, un errore molto comune per chi inizia a programmare, che blocca completamente il programma senza che questo si accorga di nulla.

Vediamo subito come queste due forme di ciclo, per ora descritte solo a parole, diventano concrete, scritte esattamente come le vedresti davvero in un programma vero e proprio.

Vediamo ora, per concludere, come le tre strutture lavorano tutte e tre insieme in un unico esempio completo, che riprende e completa quello gia' visto nell'argomento su Scratch: un programma che, per ogni numero da 1 a 20, dice se è pari o dispari. La sequenza è l'ordine preciso dei passaggi del programma; l'iterazione ripete quei passaggi per ciascuno dei 20 numeri, uno alla volta (un ciclo "ripeti 20 volte"); la selezione, dentro al ciclo, decide ogni singola volta se dire "Pari" o "Dispari", a seconda del numero corrente. Da sole, sequenza, selezione e iterazione sono strumenti semplicissimi da capire, quasi banali: ma combinate insieme nel modo giusto, ripetute e annidate una dentro l'altra quanto serve, permettono di scrivere qualsiasi programma esistente, dal più piccolo script scolastico fino ai sistemi operativi e ai videogiochi più complessi del mondo.

Questo teorema, che sembra solo un risultato teorico astratto, ebbe in realta' conseguenze pratiche importantissime nel modo in cui si scrive codice ancora oggi, decenni dopo la sua pubblicazione.

Con questo argomento si chiude davvero il percorso di Coding e pensiero computazionale, e con esso l'intero corso di TIC che abbiamo costruito insieme argomento dopo argomento: dalla scomposizione di un problema, al riconoscimento dei pattern, all'astrazione, al diagramma di flusso, ai blocchi di Scratch, fino a queste tre strutture finali che stanno alla base di ogni programma mai scritto, da quelli che usi ogni giorno sullo smartphone fino ai sistemi piu' complessi del mondo.