Aula 02 - Introdução a Linguagem C

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1 Aula 02 - Introdução a Linguagem C - Introdução - Estrutura Básica de um Programa em C - Constantes, Palavras Reservadas e Tipos Primitivos - Modificadores e Conversão detipos - Operadores (aritméticos, de atribuição, relacionais e lógicos) - Funções de entrada e saída formatada - Estruturas de controle de fluxo (comparação C e Portugol) Colegiado de Engenharia da Computação Slide 1

2 Algoritmo e Programação Introdução Uma linguagem de programação é um vocabulário e um conjunto de regras gramaticais usadas para escrever programas de computador. Esses programas instruem o computador a realizar determinadas tarefas específicas. Cada linguagem possui um conjunto único de palavraschaves (palavras que ela reconhece) e uma sintaxe (regras) específica para organizar as instruções dos programas. Os programas de computador podem ser escritos em várias linguagens de programação, algumas diretamente compreensíveis pelo computador e outras que exigem passos de tradução intermediária. As linguagens de programação podem ser divididas em três tipos, com relação à sua similaridade com a linguagem humana: Linguagem de máquina; Linguagem simbólica; Linguagem de alto nível. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 2

3 Linguagem de máquina (machine language) É a linguagem de mais baixo nível de entendimento pelo ser humano e a única, na verdade, entendida pelo processador (UCP). É constituída inteiramente de números, o que torna praticamente impossível entendê-la diretamente. Cada UCP tem seu conjunto único de instruções que definem sua linguagem de máquina, estabelecido pelo fabricante do chip. Uma instrução típica em linguagem de máquina seria algo como: Essa linguagem é também classificada como uma linguagem de primeira geração. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 3

4 Linguagem simbólica (assembly) É a linguagem de nível imediatamente acima da linguagem de máquina. Ela possui a mesma estrutura e conjunto de instruções que a linguagem de máquina, porém permite que o programador utilize nomes (chamados mnemônicos) e símbolos em lugar de números. A linguagem simbólica é também única para cada tipo de UCP, de forma que um programa escrito em linguagem simbólica para uma UCP poderá não ser executado em outra UCP de uma família diferente. Nos primórdios da programação todos os programas eram escritos nessa linguagem. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 4

5 Linguagem simbólica (assembly) Hoje a linguagem simbólica, é utilizada quando a velocidade de execução ou o tamanho do programa executável gerado são essenciais. A conversão da linguagem simbólica para a linguagem de máquina se chama montagem, e é feito por um programa chamado montador (ou assembler). Uma típica instrução em linguagem simbólica seria: ADD A,B Essa linguagem é também classificada como linguagem de segunda geração, e, assim como a linguagem de máquina, é considerada uma linguagem de baixo nível. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 5

6 Linguagem de alto nível São as linguagens de programação que possuem uma estrutura e palavras-chave que são mais próximas da linguagem humana. Tornando os programas mais fáceis de serem lidos e escritos. Esta é a sua principal vantagem sobre as linguagens de nível mais baixo. Os programas escritos nessas linguagens são convertidos para a linguagem de baixo nível através de um programa denominado compilador ou de um interpretador. Uma instrução típica de uma linguagem de alto nível é: if (A>10) then A:=A-7; Colegiado de Engenharia da Computação Slide 6

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8 As Origens da linguagem C A linguagem de programação C foi originalmente projetada para ser implementada no sistema operacional UNIX em um DEC PDP-11; C é o resultado de um processo de desenvolvimento que começou com uma linguagem mais antiga, chamada BCPL; A linguagem BCPL influenciou uma linguagem chamada B, inventada por Ken Thompson; Na década de 70, B levou ao desenvolvimento da linguagem C. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 8

9 Origens da Linguagem C Algoritmo e Programação O padrão C foi a versão fornecida com o sistema operacional UNIX versão 5; Com a popularidade dos microcomputadores, um grande número de implementações de C foi criada; Para remediar a falta de padrão da linguagem C, o ANSI (American National Standards Institute) estabeleceu, em 1983, um comitê para criar um padrão definitivo da linguagem C. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 9

10 Características da Linguagem C Linguagem dita de médio nível; Linguagem Estrutural; Fácil portabilidade entre hardwares e sistemas operacionais; Alta interatividade com o sistema operacional; Código compacto e rápido. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 10

11 Interpretação versus Compilação Um interpretador lê linha a linha do código-fonte, o examina sintaticamente e o executa; Um compilador lê todo programa e o converte em códigoobjeto (código de máquina) e pronto! Portanto, a linguagem C é compilada; O Portugol é Interpretado; A linguagem C possui uma característica peculiar: Fácil Portabilidade. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 11

12 Estrutura básica de um programa em C Colegiado de Engenharia da Computação Slide 12

13 Estrutura básica de um programa em C #include <stdio.h> */ /* Imprime a mensagem Olá Mundo! na sua tela! int main() { printf ("Ola Mundo!"); return (0); } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 13

14 Estrutura básica de um programa em C Algoritmo e Programação Diretiva de inclusão #include <stdio.h> Biblioteca a ser incluída no programa /* Imprime a mensagem Olá Mundo! na sua tela! */ Tipo da função Nome da função int main() { printf ("Ola Mundo!"); return (0); } Início da função Fim da função Comandos da função Colegiado de Engenharia da Computação Slide 14

15 Constantes Exemplos: Decimal (10, ) Hexadecimal (0x12,0x1fea28) Octal (123) Real (2.34, 2.34E+05, 2.14E-9) Caractere ( a, % ) Colegiado de Engenharia da Computação Slide 15

16 Palavras Reservadas Algoritmo e Programação Palavras Reservadas Comentários: // aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa /* bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc */ Colegiado de Engenharia da Computação Slide 16

17 Tipos Primitivos Caractere Definido por char Ocupa 8 bits (1 byte) Faixa de valores: -128 à 127 Exemplo: char letra; letra = A ; Colegiado de Engenharia da Computação Slide 17

18 Tipos Primitivos Inteiro Definido por int; Ocupa 16 bits (2 bytes) Faixa de valores: à Exemplo: int num; num = -73; Colegiado de Engenharia da Computação Slide 18

19 Tipos Primitivos Ponto flutuante e ponto flutuante de precisão dupla Definido por float e double Ocupam: float 32 bits (4 bytes) e double 64 bits (8 bytes) faixa mínima de um valor em ponto flutuante 1E-37 a 1E+37 Exemplo: float a; a=2.34; double x,y; x=2.38, y=3.1415; Colegiado de Engenharia da Computação Slide 19

20 Modificadores detipos signed unsigned long short Exemplo: unsigned char letra; long int numero1, numero2; Colegiado de Engenharia da Computação Slide 20

21 Tipos de dados definidos no padrão ANSI Algoritmo e Programação Colegiado de Engenharia da Computação Slide 21

22 Tipos #include <stdio.h> main() { char c; int i; short int si; unsigned int ui; long int li; float f; double d; long double ld; printf("char %d bytes \n",sizeof(c)); printf("int %d bytes \n",sizeof(i)); printf("short int %d bytes\n",sizeof(si)); printf("unsigned int %d bytes\n",sizeof(ui)); printf("long int %d bytes\n",sizeof(li)); printf("float %d bytes\n",sizeof(f)); printf("double %d bytes\n",sizeof(d)); printf("long double %d bytes",sizeof(ld)); } Algoritmo e Programação Colegiado de Engenharia da Computação Slide 22

23 Conversão de Tipos Implícita: dos tipos menores para os tipos maiores. Exemplos: char int int long int float double Colegiado de Engenharia da Computação Slide 23

24 #include <stdio.h> main () { int a; char b; b= B ; printf ( nº de bytes da variavel b = %d\n, sizeof (b)); printf ( conteudo da variavel b = %c\n, b); printf ( conteudo em inteiros da variavel b = %d\n, b); a=b; printf ( nº de bytes da variavel a = %d\n, sizeof (a)); printf ( conteudo da variavel a = %d\n, a); printf ( conteudo em caractere da variavel a = %c\n, a); } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 24

25 Conversão de Tipos Explícita: de qualquer tipo para qualquer outros tipos maiores, utilizando cast (modeladores). Exemplos: int char int short int double float Colegiado de Engenharia da Computação Slide 25

26 #include <stdio.h> main () { int a; char b; a=120; // mudar esta linha para: a=359; printf ("nº de bytes da variavel a = %d\n", sizeof (a)); printf ("conteudo da variavel a = %d\n", a); printf ("conteudo em caractere da variavel a = %c\n", a); b=(char)a; //necessária a utilização de um modificador printf ("nº de bytes da variavel b = %d\n", sizeof (b)); printf ("conteudo da variavel b = %c\n", b); printf ("conteudo em inteiros da variavel b = %d\n", b); } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 26

27 Operadores A linguagem C disponibiliza o mesmo conjunto de operadores aritméticos, lógicos e relacionais apresentados anteriormente (com a mesma ordem de precedência). Além do conjunto de operadores vistos, C disponibiliza um conjunto de operadores lógicos bit a bit, possibilitando uma manipulação em mais baixo nível dos dados contidos em variáveis discretas. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 27

28 Operadores de Atribuição Operador Ação + Soma (inteira e ponto flutuante) - Subtração ou Troca de sinal (inteira e ponto flutuante) * Multiplicação (inteira e ponto flutuante) / Divisão (inteira e ponto flutuante) % Resto de divisão (de inteiros) ++ Incremento (inteiro e ponto flutuante) -- Decremento (inteiro e ponto flutuante) Colegiado de Engenharia da Computação Slide 28

29 Operadores Relacionais Operador Ação > Maior do que >= Maior ou igual a < Menor do que <= Menor ou igual a == Igual a!= Diferente de Colegiado de Engenharia da Computação Slide 29

30 Operadores Lógicos Operador Ação && AND (E) OR (OU)! NOT (NÃO) Tabela Verdade a falso falso verdadeiro verdadeiro b falso verdadeiro falso verdadeiro a AND b falso falso falso verdadeiro a OR b falso verdadeiro verdadeiro verdadeiro Colegiado de Engenharia da Computação Slide 30

31 Funções de Entrada e Saída Formatada #include <stdio.h> // Onde: std -> standard // e io -> input/output printf () Sintaxe: printf (string_de_controle,<lista_de_argumentos>); string_de_controle: descrição de tudo que a função colocará na tela; indica os caracteres; indica as variáveis com suas respectivas posições. Isso é feito usando-se os códigos de controle, que usam a notação do %. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 31

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33 Algoritmo e Programação Impressão de Dados - Códigos de barra invertida Código \b Retrocesso ("back") Significado \f Alimentação de formulário ("form feed") \n Nova linha ("new line") \t Tabulação horizontal ("tab") \" Aspas \' Apóstrofo \0 Nulo (0 em decimal) \\ Barra invertida \v Tabulação vertical \a Sinal sonoro ("beep") \N Constante octal (N é o valor da constante) \xn Constante hexadecimal (N é o valor da constante) Colegiado de Engenharia da Computação Slide 33

34 Funções de Entrada e Saída Formatada printf () //(continuação) lista_de_argumentos: Para cada código % contido na string de controle, temos um argumento correspondente na lista_de_argumentos Colegiado de Engenharia da Computação Slide 34

35 Algoritmo e Programação Funções de Entrada e Saída Formatada Exemplos: printf ("Um %%%c indica %s",'c',"char"); //Saída: Um %c indica char printf ("%X %f %e",107,49.67,49.67); // Saída: 6B e+001 printf ("%d %o",10,10); // Saída: Exercício: Construa um programa que escreva a string juros de e o inteiro 10 na tela, constituindo a seguinte frase: Juros de 10% Colegiado de Engenharia da Computação Slide 35

36 Funções de Entrada e Saída Formatada printf () //(continuação) lista_de_argumentos: É possível também indicar o tamanho do campo, justificação e o número de casas decimais. Para isso utiliza-se códigos colocados entre o % e a letra que indica o tipo do formato. Exemplos: %5d, %05d, %-5d %10.4f, %-10.15s, %.4g Colegiado de Engenharia da Computação Slide 36

37 Funções de Entrada e Saída Formatada printf () //(continuação) Exercício: Construa um programa em C que utilizando-se dos códigos % escreva na saída padrão a seguinte sequência no formato apresentado: Colegiado de Engenharia da Computação Slide 37

38 Funções de Entrada e Saída Formatada Scanf () Leitura de dados; Sintaxe: scanf (string_de_controle,lista_de_argumentos); string_de_controle descrição de todas as variáveis que serão lidas, com informações de seus tipos e da ordem em que serão lidas; lista_de_argumentos lista com os identificadores das variáveis que serão lidas. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 38

39 Funções de Entrada e Saída Formatada scanf () //(continuação) Colocar antes de cada identificador da lista_de_argumentos o caracter &. Exemplo: char ch; scanf ( %c, &ch); Colegiado de Engenharia da Computação Slide 39

40 Funções de Entrada e Saída Formatada scanf () //(continuação) Tabela de códigos de formato (%) Colegiado de Engenharia da Computação Slide 40

41 Exemplo: #include <stdio.h> int main () { int a, b, c; printf ( "Digite 2 numeros inteiros" ); scanf ( %d ", &a ); scanf ( %d ", &b ); c = a + b; printf ( "A soma deles eh, %d", c ); return (0); } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 41

42 Algoritmo e Programação Estruturas de Controle de Fluxo Os algoritmos desenvolvidos até o momento constituem uma seqüência de ações que sempre são executadas em sua totalidade indiferente de qual seja(m) o(s) valor(es) da(s) entrada(s). Contudo para a resolução de determinados problemas ou para a execução de determinadas tarefas é necessária a realização de um conjunto distinto de ações e este conjunto é definido com base em uma análise da(s) entrada(s). Um exemplo simples de uma destas situações é um algoritmo capaz de efetuar o cálculo do imposto de renda devido por um determinado contribuinte. Neste caso dependendo da quantidade de dependentes, do valor de sua renda e outras fatores o cálculo será feito de formas distintas. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 42

43 Estrutura de Decisão Caso nos deparemos com um problema que exija uma decisão, como resolver? Tomemos como exemplo uma divisão, onde haja a necessidade de que o algoritmo verifique se o divisor é igual ou diferente de zero. Se for igual não é possível dividir. Se for diferente é possível dividir. Sintaxe: if (<expressão-lógica>) { } else { } <sequência de instruções> <sequência de instruções> Colegiado de Engenharia da Computação Slide 43

44 Código em C: #include <stdio.h> int main () { float n1, n2, res; printf ( "\n Digite o dividendo ==> ); scanf ( "%f", &a ); printf ( "Digite o divisor ==> ); scanf ( "%f", &b ); if ( b == 0 ) { printf ( "Impossivel dividir por 0" ); } else { res = n1 / n2; printf ( " O resultado eh ==> %f ", res ); } return (0); } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 44

45 Comando de Seleção Múltipla Em algumas situações ao chegarmos a uma determinada instrução de um algoritmo devemos selecionar um dentre alguns trechos a seguir, tendo como base para esta escolha um conjunto de valores. Para lidar com casos deste tipo foi criado o comando de seleção múltipla. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 45

46 Função de Seleção Múltipla Sintaxe: switch (<variável_escalar>) { case <constante1> : <instrução1> break; case <constante2> : <instrução2> break;... case <constanten> : <instruçãon> break; default: <instruçãon+1> } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 46

47 #include <stdio.h> // Exemplo do switch int main() { int a; Algoritmo e Programação printf("\nentre com o valor de a : "); scanf("%d",&a); switch (a) { case 1 : printf("\n a eh igual a 1"); break; case 2 : printf("\n a eh igual a 2"); break; case 3 : printf("\n a eh igual a 3, nao 1 ou 2"); break; default: printf("\n a nao eh 1, nem 2 e nem 3"); } return (0); } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 47

48 Estruturas de Controle de Fluxo Em certos algoritmos percebemos que a execução de determinados trechos se faz necessária algumas vezes. Um exemplo seria, no caso do cálculo da média aritmética entre alguns valores. Se ao invés de desejarmos obter apenas uma média, o objetivo fosse obter um conjunto de médias. Para o cálculo de cada uma das médias o mesmo conjunto de operações seria executado. Este fato gerou a criação das estruturas de repetição as quais veremos a seguir. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 48

49 while Quando precisarmos de um laço de repetição que tenha uma quantidade de repetições indeterminada. Poderemos fazer um laço de repetição que enquanto a condição do mesmo seja verdadeira ele se repetirá. Sintaxe: while (<expressão-lógica>) { <sequência-de-instruções> } Obs: A <expressão-lógica> é avaliada antes de cada repetição do laço. Quando seu resultado for VERDADEIRO, <sequência-de-instruções> é executada. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 49

50 Exemplo: #include <stdio.h> int main () { int a = 0; while ( a<100 ) { printf ( "%d", a ); a = a + 4; } return (0); } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 50

51 do... while Sintaxe: do { <sequência-de-instruções> } while ( <expressão-lógica> ); Obs: As instruções contidas no laço serão executadas enquanto o resultado da avaliação da <expressão-lógica> resultar em verdadeiro. O fato da avaliação da <expressão-lógica> encontrar-se no final do laço, faz com que, mesmo no caso da <expressão-lógica> nunca resultar em verdadeiro, a <sequência-de-instruções> seja executada ao menos uma vez. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 51

52 Exemplo: #include <stdio.h> int main () { int a = 0; do { a = a + 4; printf ( "%d", a ); } while ( a < 100 ); return (0); } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 52

53 Estruturas de Controle de Fluxo Ao analisarmos o que ocorre nos laços de repetição estudados, while e do...while, perceberemos que, normalmente, ocorre uma inicialização de uma variável, envolvida na expressão lógica que controla o número de repetições, e dentro do laço ocorre uma atualização no valor da variável mencionada, fazendo com que esta venha a tornar o resultado da avaliação da expressão lógica falso, finalizando assim a execução do laço de repetição. Com base nesta observação foi criado o laço de repetição for. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 53

54 for Sintaxe: for ( <valor-inicial>; <condição-final>; <valor-incremento> ) { <sequência-de-instruções> } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 54

55 Exemplo: #include <stdio.h> int main () { int a; for ( a = 0; a <= 100; a = a + 2 ) { printf ("%d", a ); } return (0); } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 55

56 Comando break O comando break, quando executado em uma estrutura while, for, do/while ou switch, causa a saída imediata dessa estrutura. while (x<100) { x+=y if (x>(x*y)) { break;} } printf ( %d, x); Colegiado de Engenharia da Computação Slide 56

57 Comando continue O comando continue pode ser visto como sendo o oposto do break. Ele só funciona dentro de um loop. Quando o comando continue é encontrado, o loop pula para a próxima iteração, sem o abandono do loop, ao contrário do que acontecia no comando break. while (x<100) { x+=y if (x>(x*y)) { continue;} } Colegiado de Engenharia da Computação Slide 57

58 Exercício 1) Escreva um programa que peça 2 números e faça a soma deles e pergunte se o usuário quer fazer o cálculo de novo. 2) Escreva um programa que receba um número e conte a partir dele até ) Faça um programa que peça 2 números, os compare e mostre qual é o maior. 4) Faça um programa que vai pedir um número e vai ficar comparando a um número misterioso, vai mostrar se o usuário acertar o programa termina. 5) Acrescente no programa acima, mostrar se o erro foi maior ou menor. Colegiado de Engenharia da Computação Slide 58