Lógica de Programação e Algoritmos. Prof. André Y. Kusumoto

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1 Lógica de Programação e Algoritmos Prof. André Y. Kusumoto andrekusumoto.unip@gmail.com

2 Lógica A lógica de programação é necessária para pessoas que desejam trabalhar com desenvolvimento de sistemas e programas, ela permite definir a seqüência lógica para o desenvolvimento. Então o que é lógica? 2

3 Sequência Lógica Estes pensamentos podem ser descritos como uma seqüência de instruções, que devem ser seguidas para se cumprir uma determinada tarefa. 3

4 Raciocínio Lógico As crianças aprendem facilmente como adicionar e subtrair valores. Suas dificuldades começam no momento em que elas se deparam com problemas e necessitam identificar quais operações trarão soluções para os mesmos. Vejamos alguns exercícios de Raciocínio Matemático, que ajudarão a exercitar nosso cérebro. 4

5 1. Há três suspeitos de um crime: o cozinheiro, a governanta e o mordomo. Sabe-se que o crime foi efetivamente cometido por um ou por mais de um deles, já que podem ter agido individualmente ou não. Sabe-se, ainda que: A) se o cozinheiro é inocente, então a governanta é culpada; B) ou o mordomo é culpado ou a governanta é culpada, mas não os dois; C) o mordomo não é inocente. Logo: (a) a governanta e o mordomo são os culpados (b) o cozinheiro e o mordomo são os culpados (c) somente a governanta é culpada (d) somente o cozinheiro é inocente (e) somente o mordomo é culpado. 5

6 2. Qual o número que completa a sequência: 1, 3, 6, 10,... (a) 13 (b) 15 (c) 12 (d) 11 (e) Um frasco contém um casal de melgas. As melgas reproduzem-se e o seu número dobra todos os dias. Em 50 dias o frasco está cheio. Em que dia o frasco esteve meio cheio? (a) 25 (b) 24 (c) 26 (d) 49 (e) 2 6

7 4. Qual o número que completa a sequência: 1, 1, 2, 3, 5,... (a) 5 (b) 6 (c) 7 (d) 8 (e) 9 5. Num concurso de saltos, Maria foi, simultaneamente, a 13ª melhor e 13ª pior. Quantas pessoas estavam em competição? (a) 13 (b) 25 (c) 26 (d) 27 (e) 28 7

8 6. O preço de um produto foi reduzido em 20% numa liquidação. Qual deverá ser a percentagem de aumento do preço do mesmo produto para que ele volte a ter o preço original? (a) 15% (b) 20% (c) 25% (d) 30% (e) 40% 8

9 7. Três amigos se encontram e como os tempos estão bicudos resolvem ir ao boteco da esquina para partilhar, no beber e no pagar. "São vinte e cinco reais", diz o garçom, chamado depois de muita conversa. Cada um lhe dá uma nota de R$10, ao todo R$ 30. Ele vai ao caixa e traz o troco: cinco notas de R$1. Dá uma nota a cada um e imediatamente um dos rapazes lhe diz para ficar com os R$2,00 restantes. Ao saírem do boteco, um deles observa: "Que engraçado. Eram R$30, uma nota de R$10 de cada um de nós e como recebemos R$1 de troco, gastamos R$9 por cabeça que multiplicados por: 3 resulta em R$27, que somados aos R$2 da gorjeta somam R$29. Cadê o outro R$1?" 9 x 3 = = 29 9

10 Instruções Na linguagem comum, entende-se por instruções um conjunto de regras ou normas definidas para a realização ou emprego de algo. Em informática, porém, instrução é a informação que indica a um computador uma ação elementar a executar. É necessário um conjunto de instruções colocadas em ordem sequencial lógica. É evidente que essas instruções tem que ser executadas em uma ordem adequada não se pode descascar as batatas depois de fritá-las. Dessa maneira, uma instrução tomada em separado não tem muito sentido; para obtermos o resultado, precisamos colocar em prática o conjunto de todas as instruções, na ordem correta. 10

11 Algoritmo Um algoritmo é formalmente uma sequência finita de passos que levam a execução de uma tarefa. Podemos pensar em algoritmo como uma receita, uma sequência de instruções que dão cabo de uma meta específica. Estas tarefas não podem ser redundantes nem subjetivas na sua definição, devem ser claras e precisas. Como exemplos de algoritmos podemos citar os algoritmos das operações básicas (adição, multiplicação, divisão e subtração) de números reais decimais. Outros exemplos seriam os manuais de aparelhos eletrônicos. 11

12 Programas Os programas de computadores nada mais são do que algoritmos escritos numa linguagem de computador (Pascal, C, Cobol, Fortran, Visual Basic, Java, PHP, entre outras) e que são interpretados e executados por uma máquina, no caso um computador. Notem que dada esta interpretação rigorosa, um programa é por natureza muito específico e rígido em relação aos algoritmos da vida real. 12

13 Algoritmizando a Lógica É importante ressaltar que qualquer tarefa que siga determinado padrão pode ser descrita por um algoritmo. Podemos pensar também num algoritmo como um mecanismo de transformação de entradas em saídas. Assim, um algoritmo ao ser executado, receberá algumas entradas, que serão processadas e nos devolverá algumas saídas. 13

14 Entretanto ao montar um algoritmo, precisamos primeiro dividir o problema apresentado em três fases fundamentais. Entrada Processamento Saída Onde temos: ENTRADA: São os dados de entrada do algoritmo PROCESSAMENTO: São os procedimentos utilizados para chegar ao resultado final SAÍDA: São os dados já processados 14

15 Por que é importante construir algoritmos? Um algoritmo tem por objetivo representar mais fielmente o raciocínio envolvido na lógica de programação e, dessa forma, permite-nos abstrair de uma série de detalhes computacionais, que podem ser acrescentados mais tarde. Assim, podemos focalizar nossa atenção naquilo que é importante: a lógica da construção de algoritmos. Outra importância da construção dos algoritmos é que uma vez concebido uma solução algorítmica para um problema, esta pode ser traduzida para qualquer linguagem de programação. 15

16 Vamos a um exemplo? Podemos escrever um primeiro algoritmo de exemplo, utilizando português coloquial, que descreva o comportamento na resolução de uma determinada atividade, como, por exemplo, trocar uma lâmpada. Pegar uma escada; Posicionar a escada embaixo da lâmpada queimada; Buscar uma lâmpada nova; Subir na escada; Retirar a lâmpada velha; Colocar a lâmpada nova. 16

17 Se a lâmpada não estivesse queimada? Para solucionar essa necessidade, podemos efetuar um teste, a fim de verificar se a lâmpada está ou não queimada. Uma solução para esse novo algoritmo: Pegar uma escada; Posicionar a escada embaixo da lâmpada queimada; Buscar uma lâmpada nova; Subir na escada; Retirar a lâmpada velha; Colocar a lâmpada nova; Descer da escada; Acionar o interruptor Se a lâmpada não acender, então Chamar um eletricista. Há muitas formas de resolver um problema, afinal cada pessoa pensa e age de maneira diferente. Isso significa que, para esse mesmo problema de troca de lâmpada poderíamos ter diferentes soluções corretas. 17

18 Pseudocódigo (PORTUGOL) Os algoritmos são descritos em uma linguagem chamada pseudocódigo. Este nome é uma alusão à posterior implementação em uma linguagem de programação, ou seja, quando formos programar em uma linguagem, por exemplo, JAVA, estaremos gerando código em JAVA. Por isso os algoritmos são independentes das linguagens de programação. Ao contrário de uma linguagem de programação não existe um formalismo rígido de como deve ser escrito o algoritmo. O algoritmo deve ser fácil de se interpretar e fácil de codificar. Ou seja, ele deve ser o intermediário entre a linguagem falada e a linguagem de programação. 18

19 Regras para construção do Algoritmo 1. Use comentários com frequência Isto torna o algoritmo mais legível e facilita o entendimento da lógica empregada. Seus algoritmos deverão ser lidos e entendidos por outras pessoas (e por você mesmo) de tal forma que possam ser corrigidos e receber manutenção. Obs: Não se esqueça de atualizar os comentários, em caso de manutenção. Pior do que um programa sem comentários, é um programa com comentários errados. 2. Use comentários, também, no cabeçalho do algoritmo, incluindo, principalmente: Descrição do que faz o algoritmo Autor Data de criação 3. Escolha nomes de variáveis significativos, todavia evite nomes muito longos. Prefira SalBruto ou SalarioBruto ao invés de SB ou VAR1 Prefira TotAlunosAprovDireta ao invés de TotalAlunosAprovacaoDireta 19

20 4. Destaque as palavras-chave das estruturas de controle e comandos com sublinhado. Ex: se media >= 7 então... senão... fim-se 5. Utilize espaços e linhas em branco para melhorar a legibilidade. 6. Coloque apenas um comando por linha. Vários comandos em uma linha causa ilegibilidade e dificulta a depuração. 7. Utilize parênteses para aumentar a legibilidade e prevenir-se de erros. 20

21 8. Use identação nos comandos de acordo com o nível que estejam, ou seja, alinhe comandos de mesmo nível e desloque comandos de nível inferior. Ex.: início Fim comando 1; se condicao1 então senão fim-se comando6; comando2; comando3; comando4; comando5; 21

22 Método para desenvolvimento de algoritmos 1. Faça uma leitura de todo o problema até o final, a fim de formar a primeira impressão. A seguir, releia o problema e faça anotações sobre os pontos principais. 2. Verifique se o problema foi bem entendido. Questione, se preciso, ao autor da especificação sobre suas dúvidas. Releia o problema quantas vezes for preciso para tentar entendê-lo. 3. Extraia do problema todas as suas saídas. 4. Extraia do problema todas as suas entradas. 5. Identifique qual é o processamento principal. 22

23 6. Verifique se será necessário algum valor intermediário que auxilie a transformação das entradas em saídas. Esta etapa pode parecer obscura no início, mas com certeza no desenrolar do algoritmo, estes valores aparecerão naturalmente. 7. Teste cada passo do algoritmo, com todos os seus caminhos para verificar se o processamento está gerando os resultados esperados. Crie valores de teste para submeter ao algoritmo. 8. Reveja o algoritmo, checando as boas normas de criação. 23

24 De que maneira representaremos o algoritmo? As formas gráficas são mais puras por serem mais fiéis ao raciocínio original Substitui um grande número de palavras por convenções de desenhos. Para fins de ilustração mostraremos como ficaria graficamente em um fluxograma tradicional. O que é um diagrama de bloco ou fluxograma? O diagrama de blocos é uma forma padronizada e eficaz para representar os passos lógicos de um determinado processamento. Com o diagrama podemos definir uma sequência de símbolos, com significado bem definido, portanto, sua principal função é a de facilitar a visualização dos passos de um processamento. 27

25 Simbologia Existem diversos símbolos em um diagrama de bloco. No decorrer do curso apresentaremos os mais utilizados. Veja alguns dos símbolos que iremos utilizar: Símbolo Significado Descrição Terminal Início e Fim do fluxo lógico de um algoritmo. Entrada Manual Entrada manual de dados. Teclado. Processamento Exibição Execução de uma operação ou grupo de operações Execução da operação de saída visual de dados. 28

26 Simbologia Prof. André Y. Kusumoto Símbolo Significado Descrição Decisão Desvios condicionais para outros pontos do algoritmo de acordo com situações variáveis. Conector Entrada ou saída em outra parte do diagrama de blocos. Pode ser usado na continuação da execução de decisões. 29

27 Dentro do símbolo sempre terá algo escrito, pois somente os símbolos não nos dizem nada. Início B1, B2 Média (B1+B2)/2 Média >= 7 Reprovado Aprovado Fim 30

28 Exercícios Prof. André Y. Kusumoto 1. Crie uma sequência lógica para tomar banho 2. Descreva com detalhes a sequência lógica para trocar um pneu de um carro. 3. Identifique os dados de entrada, processamento e saída no algoritmo abaixo: Receba código da peça Receba valor da peça Receba Quantidade de peças Calcule o valor total da peça (Quantidade * Valor da peça) Mostre o código da peça e seu valor total 31

29 Exercícios Prof. André Y. Kusumoto 4. Construa um diagrama de blocos que: Leia a cotação do dólar Leia um valor em dólares Converta esse valor para Real Mostre o resultado 5. Desenvolva um diagrama que: Leia 4 (quatro) números Calcule o quadrado para cada um Somem todos e mostre o resultado 32

30 Exercícios Prof. André Y. Kusumoto 6. Elabore um algoritmo que mova três discos de uma Torre de Hanói, que consiste em três hastes (a b c), uma das quais serve de suporte para três discos de tamanhos diferentes (1 2 3), os menores sobre os maiores. Pode-se mover um disco de cada vez para qualquer haste, contanto que nunca seja colocado um disco maior sobre um menor. O objetivo é transferir os três discos para outra haste. 33

31 Exercícios 7. Três jesuítas e três canibais precisam atravessar um rio; para tal, dispõem de um barco com capacidade para duas pessoas. Por medida de segurança, não se deve permitir que em alguma margem a quantidade de jesuítas seja inferior à de canibais. Qual a solução para efetuar a travessia em segurança? Escreva um algoritmo mostrando a resposta, indicando as ações que caracterizem a solução deste problema. 34

32 Referências Algoritmos Estruturados. FARRER, Harry, BECKER, Christiano G., FARIA, Eduardo C., MATOS, Helton Fábio de, SANTOS, Marcos Augusto dos, MAIA, Miriam Lourenço. Rio de Janeiro: Editora Guanabara, Lógica de Programação A Construção de Algoritmos e Estruturas de Dados Forbellone, André Luiz Villar. São Paulo, Prentice Hall, 2005: Algoritmos e estruturas de dados. GUIMARÃES, Angelo de Moura, LAGES, Newton A de Castilho. Rio de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos Editora, Programação e lógica com Turbo Pascal. MECLER, Ian, MAIA, Luiz Paulo. Rio de Paulo Janeiro: Campus, Unicamp - Centro de Computação DSC. Sérgio de Moraes, abril Algoritmos. SALVETTI, Dirceu Douglas, BARBOSA, Lisbete Madsen. São Paulo: Makron Books, Concursos Públicos Raciocínio Lógico. SILVA, Joselias Santos da. São Paulo: R&A Editora Cursos e Materiais Didáticos, Algoritmos e Estruturas de Dados. WIRTH, Niklaus. Rio de Janeiro: Editora Prentice-Hall do Brasil, Sites na Web: 35