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Garibaldi e i linguaggi napoleonici

Mag
18

I programmatori, a differenza degli eroi, sono persone normali, anche se a volte non sembra. Come tutte le persone normali hanno preferenze, fastidi, passioni, fobie. Queste idiosincrasie del tutto umane vengono applicate ai linguaggi di programmazione, agli strumenti per scrivere programmi, agli stili in cui si scrivono. Per questo, forse, sono stati creati così tanti linguaggi di programmazione (circa 8.000).

Una delle discussioni che durano da più tempo è quella sul modo migliore per programmare. In breve, si tratta della metafora generale con cui si pensa al rapporto tra umano e computer durante la programmazione. Ci sono almeno questi quattro modi maggiori:

Napoleonicol’umano ordina e il computer esegue
Aristotelicol’umano definisce regole e fatti e il computer trae le conseguenze e dimostra teoremi
Leibnizianol’umano progetta funzioni e il computer le calcola
Shakespearianol’umano descrive una situazione in cui degli attori che hanno una conoscenza limitata del mondo sanno compiere alcune azioni e interagire tra loro; il computer sovraintende a questa sessione

Il primo modo è quello che si insegna di solito per primo, ed è anche quello che spesso viene usato per definire il significato di “computazionale”: ci si immedesima nel computer e si cerca di descrivere come farebbe a risolvere il problema con le informazioni che ha. Gli altri modi cercano di venire incontro agli umani, al nostro modo di pensare. Il vantaggio di questi altri paradigmi dal punto di vista didattico è che permettono di scrivere un programma in maniera più naturale, descrivendo il problema, anziché la soluzione. Sono i computer a dover avvicinarsi agli umani, non viceversa. E questo vale anche, e soprattutto, quando si fa coding con dei ragazzini.

Snap! permette molti modi (tranne quello Aristotelico), anche se i suoi autori mostrano una preferenza spiccata per il terzo modo, quello Leibniziano. Nota: il nome tradizionale per questi modi è “paradigma”, e di solito si usano etichette un po’ meno fantasiose per indicarli. Ma qui non stiamo facendo un corso di informatica.

Siccome queste sono parole un po’ astratte, facciamo qualche esempio.

Il contesto è la canzoncina “Garibaldi fu ferito” che una volta i bambini sapevano a memoria e cantavano sull’aria della Canzone dei Bersaglieri. Il gioco era quello di sostituire tutte le vocali delle parole con una sola, ottenendo ad esempio “Garabalda fa farata” oppure “Gurubuldu fu furutu”, eccetera. I bambini sanno farlo, anche se non sanno esattamente dire come. Prima di continuare potete provare anche voi, e interrogarvi su come avete fatto.

Come facciamo per far fare la stessa operazione ad un computer? Per quello che abbiamo detto sopra, non c’è un solo modo, né un modo “giusto” (questo è uno dei motivi per cui fare coding ha un senso forte solo se non ci si limita a ricopiare tutorial e eseguire esercizi). Possiamo provare a seguire almeno tre strade diverse, per poi magari valutarne la semplicità, l’utilità in termini didattici, e se fossimo informatici anche l’efficienza.

I blocchetti realizzati in Snap! delle varie versioni potete vederli e provarli direttamente da qui:

https://snap.berkeley.edu/project?user=stefano63&project=Garibaldi%20fu%20ferito

Prima versione, imperativa

  1. prendi il testo della canzoncina
  2. conta la lunghezza del testo il lettere (sono 90)
  3. prepara una variabile – vuota – dove andrà a finire la versione trasformata
  4. prepara una variabile che servirà a contare le lettere e mettici dentro 1
  5. ripeti novanta volte:
    1. prendi la lettera I del testo
    2. se è una vocale, sostituiscila con la A, e mettila all’inizio della variabile finale
    3. altrimenti, metti la lettera originale all’inizio della variabile finale
    4. aumenta I di 1
  6. quando hai finito, restituisci la versione trasformata

La parte da 5.2 a 5.3 può essere affidata ad una funzione a parte (l’abbiamo chiamata “cambia vocale con…”) per evitare di rendere i blocchetti troppo complicati da leggere. E’ una funzione molto semplice, che si limita a verificare che una lettera sia una di queste: a,e,i,o,u. Non tiene conto delle maiuscole né delle vocali accentate.

Seconda versione, ricorsiva

Un’altra versione possibile è quella che sfrutta una caratteristica di alcuni linguaggi di programmazione, cioè la possibilità di richiamare una funzione al suo stesso interno. In pratica, si usa la tecnica di dividere un problema in sotto-problemi sempre più piccoli finché non si arriva ad un problema risolvibile.

In questo caso, sappiamo come trasformare una lettera (con la funzione “cambia vocale con”) ma non sappiamo come trasformare un intero testo.

  1. se la frase ha lunghezza 1 (cioè è se è composta da una sola lettera) si applica la funzione “cambia vocale con” e si restituisce il risultato (questo è il passo in cui sappiamo come risolvere il problema);
  2. altrimenti, si chiama di nuovo la stessa funzione “cambia frase” ma passando due valori diversi:
  • la prima lettera della frase
  • tutto il resto della frase
  1. si unisce il risultato che proviene da queste due funzioni e lo si restituisce

Una volta superato lo shock di un programma che non si capisce come fa a funzionare, la soluzione è di una semplicità imbarazzante.

Terza versione, funzionale

In questo caso si sfruttano due caratteristiche di Snap!, tipiche dei linguaggi funzionali:

  • la possibilità di applicare una funzione su tutti gli elementi di una lista, uno per uno, ottenendo una nuova lista
  • la possibilità di ridurre una lista ad un solo elemento, applicando un’operazione agli elementi, due alla volta.

Anche in questo caso l’algoritmo è molto semplice ed è basato su una concatenazione di funzioni:

  1. si applica la funzione “cambia vocale ” alla lista ottenuta separando la frase ad ogni lettera
  2. si combinano gli elementi di questa lista in una nuova frase e la si restituisce

Preferenze per uno dei tre? Quale vi sembra più chiaro? Quale vi sta più simpatico?

A me, personalmente, l’ultimo. Proprio perché non si perde a misurare, a tenere il conto del punto in cui siamo arrivati, non ha bisogno di appoggiare il risultato parziale da qualche parte. In fondo non fa altro che trasformare in blocchetti quello che volevamo fare: applicare una trasformazione a tutte le vocali di un testo.

A proposito: che ne è di quel famoso adagio “I computer sono stupidi, sanno fare solo una cosa e la fanno sempre nello stesso modo”?

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